Закон Гука - это краеугольный камень всей техники. Английский учёный Роберт Гук был первым, кого осенила догадка о том, что происходит с твёрдым телом под нагрузкой.
Догадка эта пришла к нему, наверное, потому что он был не только физиком, но и известным архитектором и инженером. К тому же он был близко знаком и дружен с знаменитым часовщиком Томасом Томпионом. Гук и Томпион обсуждали поведение пружин и маятников в часовых механизмах.
Роберт Гук догадался, что часовая пружина - всего лишь частный случай поведения любого твёрдого тела, что в природе нет абсолютно жестких тел, а упругость - свойство всякой конструкции, всякого твёрдого тела. Эти идеи Гук оговорил в своей работе "Десяток изобретений, которые я намерен опубликовать" (1676 год). Там им была поставлена проблема, которую он назвал "Истинная теория упругости и жёсткости". Тремя годами позже в трактате "О пружинах" Гук сформулировал утверждение: "Каково удлинение тела, такова и сила". Иными словами, напряжение пропорционально деформации, и наоборот. То есть, если упругое тело удлиняется на 1 сантиметр под нагрузкой 100 килограмм, то под нагрузкой 200 кг оно удлинится на 2 см, и так далее.
Если же копнуть глубже, закон Гука является лишь приближенным соотношением, которое вытекает из характера межатомных взаимодействий. Но при очень больших деформациях, таких как 5-10%, от пропорциональности не остаётся и следа. Но обычно деформация не превышает 1%, а в этом диапазоне зависимость между напряжением и деформацией линейна. Кроме того для малых деформаций процесс нагрузки и разгрузки обратим. То есть материал можно нагрузить и разгрузить миллионы раз с одним и тем же результатом. Примером может служить пружина балансира в механических часах, которая подвергается нагрузке 18 000 раз в час. Тако тип поведения твёрдого тела называется упругим. Поведение материалов, у которых после снятия нагрузки форма и размеры не восстанавливаются, называется пластичным.
Со времен Гука и до середины 20 века учёные о поведении материалов при больших нагрузках знали очень мало. При деформациях, превышающих 1%, материалы либо разрушались, либо теряли упругие свойства. Лишь в 70-х годах 20 века удалось провести эксперименты по растяжению очень прочных нитевидных кристаллов кремния до деформации в 3-6%.
И эти эксперименты подтвердили ограничения на закон Гука при достаточно больших деформациях.