Hooke Law   후크 법칙, 후크의 법칙

1. 후크의 법칙 (Hooke's Law)

  ㅇ `재료(탄성체)에 어느 한계(탄성한계) 이하의 외력(F)을 가했을 때,
      변형(δ)은 외력의 크기(F) 및 길이(ㅣ)에 비례하고 단면적(A)에 반비례` 

        
[# \delta \ \propto \ (l/A) \ F #]

  ※ 후크 (Robert Hooke, 1635~1703) : 다양한 분야를 연구한 영국 과학자
     - 1676년 스프링을 이용한 탄성의 법칙을 처음 소개


2. 관점에 따른 후크의 법칙

  ㅇ 운동 관점  
     - 평형점으로부터의 변위에 비례하여 복원력을 받는 운동

  ㅇ 변형(Strain,δ) 및 외력(External Force,F) 관점
       
     - `외력이 작다면 (탄성한계 내), 변형(δ)은 외력(F),길이(l)에 비례하고 단면적(A)에 반비례`

  ㅇ 변형력/응력(Stress,σ) 및 변형률(Strain,ε) 관점
       
      - `변형률이 작다면 (탄성한계 내), 응력(σ)은 변형률(ε)에 비례`


3. [참고사항]

  ㅇ 후크의 탄성 법칙 : F = kx 
     - 탄성한계 내 탄성체에서, 힘(F)과 변위(x)의 비례(k) 관계
     - 비례상수 k는, 기하학적 성질(단면적,길이)과 재료적 성질(강성) 모두를 포함

  ㅇ 오늘날의 탄성 법칙 : σ = E ε
     - 단위면적 당 작용 힘(응력 σ)과 이에따른 단위 길이 당 변위(변형 ε)의 비례(E) 관계로 봄
        . P = σ A = E ε A = E (δ/L) A = (EA/L) δ  :  (후크의 법칙 형태와 유사)
        . k = EA/L

  ㅇ 구조용 강의 수치 예시 
     - 탄성계수 E = 200 GPa, 변형률 ε = 10-3 ~ 10-5, 항복 응력 σYM = 250 ~ 550 GPa