「就是个弹簧，很关键吗？」
当你之一次性学到无关弹簧的虎克定律时，或者会有点困惑它为何出现会在课本，究竟有什么用途。在初中出现之一次性后，虎克定律会始终出现，高中再教一次性，大学普物再教好几次。了解小小的弹簧关于咱们的物理课程有这么关键呢？
弹簧。pixabay
要回答这些疑问，咱们可以先来对弹簧做一些观察。普通的弹簧是金属做的，由一条细丝绕成螺旋状。而弹簧的特征在于，施加外力时的造型变化特意显著，形变的必定范围内移去外力后又可以迅速回到原来的状态，甚至固定好的话可以提供张力（或压力）。
不过，就物理学的角度来看，为什么弹簧要做成这个样子呢？
把弹簧拉直，变成不卷的金属线会怎么？
想回答这个疑问，咱们得先来看：不卷的金属线会怎么？
假设是根平庸的金属细丝，遭到拉扯时的长度不会有显著的扭转（至少用人的眼睛看起来是如此）。
不过理想上，当咱们真的将重物挂在金属线上，细心测量是可以观察到它的长度确实有庞大的变化；更关键的是，重物的重量与伸长长度也是有着相似虎克定律的相关。
不过由于咱们讲的是金属线，而不是弹簧，所以在这里不如先用ㄅ来示意：
（挂重重量）=（伸长多少）×ㄅ
这种「外力」与「形变」的现象可以从原子的视角来探讨：
当资料被拉扯时，相邻原子之间的距离被拉长；被拉开的距离越长，想将它们留在原处的复原力就越大。
这个力气大小与原子种类无关，所以咱们若改用不同材质的细线，可以测量到不同的ㄅ值。
大局部的资料都会有这种现象，只是金属的ㄅ值相对大许多。一条一公尺的铜线大略要挂上100公斤的重量，才会拉长1公分，普通来讲很难用眼睛观察到。
这时咱们留意到，ㄅ的大小除了与资料无关，也会与长度无关。回到原子的视角，在固定的重量下，两两原子之间拉长距离都一样。所以假设将金属线当成一列长长的原子串，原本长度越长的线，其中就有越多的原子要与街坊拉开距离，因此伸长量也会越长。就像是假设把许多橡皮筋串接在一同，很容易就能拉开，雷同施力下，延展的总长度会比一条橡皮筋长很多。
弹簧的秘密：用螺旋将大大的长度放进小小的空间
这时刻假设咱们须要在雷同的施力状况下，有更多的长度变化的空间，弹簧的状态就显得正当啦。螺旋的结构能在短短的距离内容纳极大的长度，因此对外力更为敏感。只管螺旋状牵扯到侧向的力，不过从原子的角度也都和原子的种类、原子间距变化无关，所以大抵上的原理是相似的。
pixabay
咱们可以从这个想法类推：两条弹簧串在一同时，原本长度变成两倍，挂上重量后拉长的长度也会变成两倍。所以说，就算是一样材质的弹簧，只需扭转串接的数量，就能间接调整全体的弹性大小。假设有什么疑问是一条弹簧不能处置的，那就用两条就好了。（误）
在实践运行上，假设咱们获取了 ㄅ值，也可以倒过去测量重量。然而间接用一条金属线来测量重量不太容易，由于形变太短啦。而橡皮筋这类的资料只管较容易形变，却是由较复杂的高分子组成，体现进去的ㄅ值相对不太牢靠，会忽大忽小。这也是为什么，课本上会经常使用弹簧好好友来测量重量。
关键性不逊于牛顿第二定律的虎克定律
从物理过去说，当遭到外力时，物体要嘛
移动
形变
。弹簧其实只是一个经常出现且容易观察的案例，向咱们展现虎克定律如何运作。
而形变与外力的正比相关（也就是ㄅ），其实宽泛存在于各式各样的固体资料，举凡金属、木头、玻璃等等，不论是细丝还是块材，在普遍状况下，对外力的形变都可以用ㄅ来形容。
因此在机械、资料、土木工程等各种畛域，经常都会须要经常使用相似的概念。这样来看的话，虎克定律与牛顿第二定律一样，都是十分关键且基本的力学原理。怪不得从初中开局就要一学再学呀。
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