امثلة فعالة على قانون هوك

كثرة علماء الفيزياء لا تعني سهولتها ولكنها تدل على وجود أذهان قادرة على ابتكار نماذج جديدة من قوانين الفيزياء العامة والمترابطة ارتباطا وثيقا بحياتنا اليومية. ومن بين هؤلاء العلماء نجد روبرت هوك، صاحب قانون هوك الشهير الذي سمح له بحل العديد من المسائل الفيزيائية التي تتعلق بقوة العوامل ومقدار التمدد في النابض. وقد نجح هذا العالم أيضا في التفوق في مجالات أخرى مثل الأحياء وعلوم البصريات وعلوم الجراحة وغيرها الكثير .

نص قانون هوك : 
ينص قانون هوك على : عملية زيادة طول النابض تعتمد بشكل متناسب على القوة المؤثرة عليه. وهذا يعني أنه كلما زادت القوة، زاد الامتداد بنسبة متناسبة. ويشار إلى هذا القانون بالاختصار F=KX، حيث F هو قوة التأثير على النابض التي تؤدي إلى امتداده، وK هو ثابت المادة ويقاس بالنيوتن-متر، وX هو الفرق بين طول المادة قبل تأثير القوة الخارجية وطولها بعد تأثير هذه القوة .

طريقة حل مسأئل قانون هوك : 
لكي تتمكن من حل اي مسائل في عالم الفيزياء لابد ان تستحضر القانون و تأتي بالمعطيات حتى تصل الى النتيجة ، و في حالة قانون هوك فالمطلوب غالبا هو مقدار القوة F ولنحصل عليها لابد من ضرب K مقدار الثبات في X الفرق بين طول المادة لتحصل على الناتج ، او قد يطلب احد المتغيرات الاخرى لذلك لابد ان يكون لديك متغيرين لتحصل على الثالث .

امثلة بسيطة على قانون هوك : 

ما هي القيمة المؤثرة F على المادة إذا كانت الزيادة في الطول تبلغ 4 سم والثبات يساوي 625 نيوتن متر؟ هذا ما نحتاج إلى حسابه .
قيمة X هي القيمة الأولى، ويبلغ 0.04 ملم عند قياس 4 سم/1000 .
قيمة ثابتة ثانوية K = 625 نيوتن نتر .
القيمة الثالثة المطلوبة هي F = KX، وهذا يعني أن قوة F = 25 نيوتن عندما يكون قيمة X = 0.04 و K = 625 .

إذا كانت قوة النابض الرأسي الثابت 250 نيوتن متر وطوله 40 سم، وتعرض لقوة 25 نيوتن، فما هو المقدار الناتج عن الاستطالة؟
الكمية المتوفرة في هذه المسألة هي قيمة الثبات K = 250 نيوتن .
متوفر ايضا مقدار القوة F=20N .
في حالة الرغبة في معرفة قيمة الاستطالة X، وإذا كان القانون يقول F=KX، فإنه يمكن حساب قيمة X عن طريق استخدام القانون X=F/K، وعند تعويض القيم المعطاة في القانون F=20 و K=350، فإن النتيجة ستكون X=0.057 ملم .

عندما نعلق وزنًا يبلغ 2 نيوتن على نابض رأسي طوله 40 سم لمسافة 10 سم، فإن قيمة الثبات تكون ما هي؟ .
متوفر لدينا القوة F=2 نيوتن .
متوفر لدينا X=0.1 مم .
الهدف هو الحصول على قوة الثبات K، وإذا كان القانون يقول F = KX، فمن المنطقي طلب K بحيث يصبح القانون K = F / X، وهذا يعني أن K = 2 / 0.1 ويتم الحصول على النتيجة النهائية K = 20N .