المعنى الفيزيائي لقانون هوك هو أنه يصف العلاقة بين قوة الشد أو الضغط المؤثرة على جسم مرن، وبين الإزاحة أو التغير في الحجم الذي يحدث للجسم نتيجة لهذه القوة.
يمكن التعبير عن قانون هوك رياضياً بالمعادلة التالية:
F = kx
حيث:
- F هي القوة المؤثرة على الجسم، وتقاس بالنيوتن.
- k هو ثابت المرونة، وهو خاصية فيزيائية للمادة تحدد مدى مرونة المادة.
- x هي الإزاحة أو التغير في الحجم الذي يحدث للجسم، ويقاس بالمتر.
يمكن تفسير قانون هوك بأنه يصف السلوك المرن للمواد الصلبة. حيث أن المواد الصلبة المرنة هي المواد التي يمكن أن تعود إلى شكلها الأصلي بعد إزالة القوة المؤثرة عليها.
في حالة تمديد أو ضغط جسم مرن، فإن القوة المؤثرة على الجسم تتناسب طردياً مع الإزاحة أو التغير في الحجم الذي يحدث للجسم. بمعنى أن كلما زادت قوة الشد أو الضغط، زادت الإزاحة أو التغير في الحجم.
ولكن، هناك حد معين للقوة المؤثرة على الجسم، يسمى نقطة الكسر، حيث لا يعود الجسم إلى شكله الأصلي بعد إزالة القوة المؤثرة عليه.
يستخدم قانون هوك في العديد من التطبيقات العملية، مثل تصميم وبناء الهياكل، وتصنيع الآلات، ودراسة حركة الأجسام.
فيما يلي بعض الأمثلة على تطبيق قانون هوك:
- تستخدم النوابض في الساعات والموازين والسيارات لقياس القوة.
- تستخدم المطاط في الأحذية وإطارات السيارات لامتصاص الصدمات.
- تستخدم الخرسانة في البناء لتحمل الأحمال الثقيلة.
يمكن تلخيص المعنى الفيزيائي لقانون هوك في النقاط التالية:
- يصف العلاقة بين قوة الشد أو الضغط المؤثرة على جسم مرن، وبين الإزاحة أو التغير في الحجم الذي يحدث للجسم.
- يصف السلوك المرن للمواد الصلبة.
- يُستخدم في العديد من التطبيقات العملية.