關于胡克定律兩種表述的探討畢業(yè)論文-資料下載頁
2025-06-26 15:17本頁面
【正文】 導體、聚合物、橡膠、陶瓷等在使用中我們就需了解它們的特性，所以對于材料彈性模量的研究在生產(chǎn)發(fā)展中具有重要的意義。 在物理學發(fā)展中，通過一代代物理人不懈的努力。現(xiàn)如今我們已知了多種測量金屬楊氏模量的方法，如拉伸法、振動法、梁彎曲法、內(nèi)耗法等，在現(xiàn)代還出現(xiàn)了利用光纖位移傳感器、莫爾條紋、電渦流傳感器和波動傳遞技術（微波或超聲波）等實驗技術和方法。在“彈性模量測定”實驗中我們利用拉伸法測定了金屬絲的楊氏模量。我們知道任何固體在受到外力作用時都會發(fā)生形變，最簡單最明顯的形變就是當物體受到外力拉伸（或壓縮）時發(fā)生的伸長（或縮短）形變。拉伸實驗研究的就是當棒狀物體在受到外力作用下發(fā)生彈性形變時所發(fā)生的伸長形變。這是在在基于胡克定律概念下我們進行的彈性模量測定實驗，通過實驗我們知道了彈性模量是一種表示材料自身性質的物理量，再根據(jù)我們得出的以上表達式可知，當應力的數(shù)值較大而應變小時，物體的彈性模量較大；反之，物體的彈性模量較小。彈性模量反映材料抵抗拉伸或者壓縮變形時的能力，對于相同的材料，雖然拉伸時和壓縮時物體的彈性模量不同，但由于二者十分接近，所以我們一般認為是相等的。從物理的角度看，因為材料內(nèi)部的原子在沒有受到外力作用時處于一個穩(wěn)定平衡的狀態(tài)，而胡克定律就是基于材料是否發(fā)生形變即材料內(nèi)部原子是否處于穩(wěn)定狀態(tài)而產(chǎn)生。從宏觀角度來看，我們認為彈性模量是表征材料在外力作用下抵抗其自身發(fā)生彈性形變時的尺度。再從微觀角度看，則是因為材料內(nèi)部原子、離子或分子之間鍵合強度的影響。因為內(nèi)部影響機制我們得知材料的彈性模量大小是由所有能夠影響鍵合強度的因素造成的。比如材料內(nèi)部原子間的鍵合方式、晶體的結構種類、材料的化學成分、材料的微觀組織、材料的溫度等。通過一代代物理學家的研究我們還得知因為材料的成分不盡相同、對材料進行熱處理時材料所處的狀態(tài)不同、對材料進行冷塑處理時材料的變形程度等影響，材料的楊氏模量值會有一定的波動，但是對于楊氏模量的影響總體來說還是比較小的。但是經(jīng)過實驗探究以及理論研究我們發(fā)現(xiàn)材料的彈性模量具有敏感度不強、不易于發(fā)生改變的性質，所以我們可以把它看作是一個穩(wěn)定的材料力學性能指標。而一些外在因素，如溫度、加載速率等，我們通過研究發(fā)現(xiàn)這些外在因素對與彈性模量影響也不大。所以在一般涉及到材料彈性模量的計算，如工程應用中我們都將其看作一個常數(shù)。在物理實驗中，我們把能夠滿足胡克定律的材料稱為彈性體。這是一種重要的物理理論模型，同時我們認為這是將現(xiàn)實世界中的復雜非線性關系進行了一種線性簡化。而我們在不斷的實驗探究中發(fā)現(xiàn)有時它是有效的，但我們也發(fā)現(xiàn)了大量并不滿足胡克定律的實例。胡克定律不僅僅在它表述了物體發(fā)生彈性形變時與外力的關系，更在于它開創(chuàng)了一種新的物理研究方法：即將現(xiàn)實世界中復雜的非線性現(xiàn)象作線性簡化，這種方法使物理學中理論研究更加簡便。胡克定律為彈性力學的發(fā)展大廈夯實了基礎。為了能夠滿足現(xiàn)代生活生產(chǎn)日新月異的需求，支持社會的發(fā)展，就需要我們對于胡克定律有著更深層次的研究。所以，對胡克定律有著更加深刻的認識和了解是我們當前所迫切需要的。 經(jīng)過對本課題進行探究，得出結論：雖然胡克定律的兩種表述形式不同、兩種表述的表達式各有其物理意義，但本質上都反映了材料的力學彈性性質及其產(chǎn)生根源。 參考文獻[1]章梓良,[J].品文苑, 2014,(10).[2]戴念祖,[M].湖南:湖南教育出版社,2001.[3]考工記(十三經(jīng)注疏本)[M].北京:中華書局,.[4]:從胡克定律的優(yōu)先權談起[M].北京:高等教育出版社,1993.[5][J].淮陰師范學院學報,2005,(2).[6]曾騰,[J].海南師范學院學報,2006,(2).[7][J].中國電力教育,2007,(2).[8][J].西南民族學院學報,2001,(2).[9]朱正和,[J].自然科學進展,2003,(6).[10][J].科教文匯,2014,(27). [11][J].中國化工貿(mào)易,2014,(11). [12][J].機械工程材料,1984. [13][J].工程與試驗,2008. [14]孫桂華,楊寧選,[J].河西學院學報,2012,(2). [15][J].賀州學院學報,2008,(2). [16]田杏霞,[J].通化師范學院學報,2004,(12). [17]王振廷,[M].哈爾濱:哈爾濱工業(yè)大學出版社,2011.[18].[M].武漢:武漢理工大學出版社,2004.[19]王 （修訂版）[M].北京:冶金工業(yè)出版社,1993.15
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