Gesetze: Hooke’sches Gesetz

Das Hooke’sche Gesetz, benannt nach dem englischen Physiker Robert Hooke, beschreibt das Verhalten von elastischen Materialien, insbesondere von Federn, wenn auf sie eine Kraft ausgeübt wird.

Das Gesetz lautet: „Die Verformung eines elastischen Körpers ist direkt proportional zur auf ihn ausgeübten Kraft, solange die Elastizitätsgrenze nicht überschritten wird.“

Mathematisch ausgedrückt lautet das Hooke’sche Gesetz:

F = -k * x

Dabei steht F für die angewendete Kraft, k für die Federkonstante (auch als Federkraftkonstante oder Federsteifigkeit bezeichnet) und x für die Verformung oder Auslenkung der Feder.

Das negative Vorzeichen (-) in der Gleichung bedeutet, dass die Federkraft der Richtung der Verformung entgegengesetzt ist. Dies bedeutet, dass eine Druckkraft (Kompression) eine negative Verformung erzeugt, während eine Zugkraft (Dehnung) eine positive Verformung erzeugt.

Das Hooke’sche Gesetz gilt nur im elastischen Bereich des Materials, in dem die Verformung reversibel ist. Wenn die angewendete Kraft die Elastizitätsgrenze überschreitet, kann das Material plastisch verformt werden und das Gesetz ist nicht mehr gültig.

Das Hooke’sche Gesetz hat breite Anwendungen in verschiedenen Bereichen der Physik und Ingenieurwissenschaften, wie zum Beispiel in der Mechanik, der Materialwissenschaft, der Federungstechnik und der Akustik. Es bildet die Grundlage für das Verständnis des Verhaltens von Feder- und Elastomer-Materialien unter Belastung und ermöglicht die Berechnung von Kräften und Verformungen in elastischen Systemen.