Robert Hooke

Robert Hooke

(d. 18 Temmuz 1635, Freshwater, Wight Adası - ö. 3 Mart 1703, Londra, İngiltere),
kendi adıyla anılan esneklik yasasını bulan ve çok değişik alanlarda gerçekleştirdiği araştırmalarıyla tanınan İngiliz fizikçi.

1655’te Robert Boyle’un yanında hava pompası yapım işinde çalışmaya başlayan Hooke, beş yıl sonra, katı bir cismin (örn. metal, tahta) uzama miktarının cisme uygulanan kuvvetle orantılı olduğu yolundaki esneklik yasasını buldu. Gerilim ve gerinim konusundaki araştırmaların temelini oluşturan bu yasa, esnek (elastik) malzemelerin niteliklerinin daha iyi anlaşılmasına da olanak sağladı. Hooke bu çalışmaların sonuçlarından yararlanarak, saat sarkaçlarında kullanılmak üzere, bir sarmal yay tasarımı geliştirdi. 1662’de Londra’daki Royal Society’de deney yöneticiliğine getirilen Hooke ertesi yıl da Royal Society üyeliğine seçildi.

ilk Gregoryen yansıtıcı teleskopu yapan kişi olan Hooke, 1664’te Orion takımyıldızındaki beşinci yıldızı buldu. Aynca, Jüpiter’in kendi ekseni çevresinde döndüğünü ileri sürdü. Mars gezegenine ilişkin ayrıntılı betimlemeleri 19. yüzyılda bu gezegenin dönüş hızını saptamak için kullanıldı. 1665’te Graham College’da geometri profesörlüğüne atanan Hooke, kar tanelerinin kristal yapılarına ilişkin çalışmalarıyla çizimlerini ve ipekböceğinin kozasını örmesine benzer bir yöntemle yapay elyaf elde edilmesi konusundaki görüşlerini, Micrographia (1665; Küçük Çizimler) adlı yapıtında topladı.

Aynca, mantar içindeki bal peteği görünümlü mikroskopik boşluklardan söz ederken ilk olarak “hücre” sözcüğünü kullandı. Mikroskopik fosiller üzerindeki çalışmaları sonucunda evrim kuramının ilk savunucularından biri oldu. 1666’da, sarkacın hareketinden yararlanılarak yerçekimi kuvvetinin ölçülebileceğini ileri sürdü ve Yer ile Ay’ın Güneş’in çevresinde eliptik yörüngeler üzerinde dolandıklarını göstermeye çalıştı. 1672’de kırınım olayını (ışık ışınlarının köşelerde kıvrılması) buldu ve bunun ışığın dalga kuramıyla açıklanabileceğini ileri sürdü. 1678’de gezegenlerin hareketlerini betimlemek amacıyla çekim kuvvetinin uzaklığın karesiyle ters orantılı olduğuna ilişkin (Newton’un sonradan değiştirerek kullandığı) yasayı ortaya koyan Hooke, bu yasanın oluşumundaki payının küçümsendiğinden yakınmış ve Newton ile çok sert bir tartışmaya girmiştir. Isıtılan tüm maddelerin genleştiğini, aynca havayı oluşturan parçacıkların arasında oldukça büyük uzaklıklar bulunduğunu ilk ileri süren bilim adamı da Hooke’tur.

Hooke yasası

1660’ta İngiliz fizikçi Robert Hooke’un geliştirdiği esneklik yasası. Yasaya göre, cisimlerdeki görece küçük biçim bozukluklarında (deformasyon), yer değiştirme ya da biçim değişikliği miktarı, değişikliği yaratan kuvvet ya da yükle doğru orantılıdır. Bu koşullarda cisim, üzerindeki yük kaldırıldığında eski boyutlarına geri döner ve eski biçimini alır. Katiların Hooke yasasıyla belirlenen esnek (elastik) davranışları, katiyı oluşturan moleküllerin, atomların ya da iyonların konumlarında ortaya çıkan küçük değişikliklerin de bu değişikliğe neden olan kuvvetle orantılı olduğu gerçeğinden hareketle açıklanabilir.
Biçim değişikliğine neden olan kuvvet, katı bir cisme, cismi gererek, sıkıştırarak, ezerek, eğerek ya da burarak uygulanabilir. Üzerine uygulanan küçük bir germe kuvveti iki katma çıkarıldığında boyundaki uzama da iki katma çıkan bir metal tel, Hooke yasasına uygun esnek davranış gösteriyor demektir. Matematiksel olarak Hooke yasası F=kx eşitliğiyle gösterilir; burada F uygulanan kuvvet, x yer değiştirme miktarı ya da uzunluktaki değişiklik, k ise söz konusu esnek malzemenin cinsine, boyutlarına ve biçimine bağlı bir sabittir.

Görece büyük kuvvetler uygulandığında ise, malzeme esnekliğini kaybetmese ve uygulanan kuvvet ortadan kalktığında eski biçimini ve boyutunu alsa bile, ortaya çıkan biçim değişikliği Hooke yasasına göre belirlenenden daha fazladır. Hooke yasası, cisimlerin esneklik özelliklerini ancak kuvvet ile biçim değişikliğinin birbiriyle orantılı olduğu sınırlar içinde açıklayabilir. Hooke yasası kimi zaman F=-kx eşitliğiyle de gösterilir. Bu eşitlikte F uygulanan kuvveti değil, buna eşit ama ters yönde olan ve esnek cisimlerin ilk boyutlarına dönmelerini sağlayan geri çağrım kuvvetini gösterir.

Hooke yasası gerilim ve gerinim cinsinden de ifade edilebilir. Gerilim, dışarıdan uygulanan bir kuvvet sonucunda cismin herhangi bir kesitindeki birim alanını etkileyen kuvvettir. Gerinim ise, gerilim sonucunda ortaya çıkan göreli biçim değişikliğidir. Görece küçük gerilimlerde gerilim ile gerinim birbiriyle orantılıdır. Hooke yasasının gerilim-gerinim cinsinden ifade biçimleri için bak. hacim modülü; kayma modülü; Young modülü.