Bahar sabiti nasıl hesaplanır

İçerik

• Zorla Dönüştür
• İki ya da daha fazla arsa arsa
• Kuvvet Uzatma Grafiğinin Eğimini Ölçme

Bir yayı sıkıştırdığınızda veya uzattığınızda, denge konumuna geri dönme çabası içinde uyguladığınız kuvvete karşı bir kuvvet uygular. Kuvvet miktarı yayın karakteristiğidir ve yay sabiti ile temsil edilir, k. Hooks kanununa göre uzatma arasındaki ilişki x ve kuvvet F dır-dir:

F = -kx

Eksi işareti, yayın tarafından uygulanan kuvvetin uzantının tersi yönde olduğunu gösterir.

Kuvvet ve uzatma arasındaki ilişki doğrusaldır, yani uzatma grafiğine karşı bir kuvvet çizerseniz düz bir çizgi elde edersiniz. O kökeni geçecek (x = 0; F = 0) ve eğimi, yay sabitine eşit olacak, k.

Zorla Dönüştür

Hooks kanunu grafiği için değer elde etmenin en kolay yolu, yayı kancadan askıya almak ve değerleri bilinen bir dizi ağırlık bağlamaktır. Bununla birlikte, ağırlıklar tipik olarak kütle birimi olan gram veya kilogram cinsinden ölçülür. Yine de onları güç birimlerine dönüştürmek kolaydır. Yapmanız gereken tek şey, MKS metrik sistemde 9.8 m / s olan yerçekimi nedeniyle kütle ivmesiyle çarpmak.² CGS sisteminde ise 980 cm / s'dir.². Ağırlıklarınız pound olarak kalibre edilmişse, 32 ft / s ile çarpın² Onları kuvvet pounduna dönüştürmek için.

Hala düz bir çizgi içeren bir grafik alabilir ve değerini tahmin edebilirsiniz. k Bu dönüşümleri yapmasanız bile yamaçtan k yanlış birimlerde olacak ve dönüşümü yaparsanız elde edeceğinizden farklı bir değerde olacaktır.

İki ya da daha fazla arsa arsa

Düz bir çizgi çizmek için sadece iki noktaya ihtiyacınız vardır, bu sadece iki ölçüm yapmanız gerektiği anlamına gelir. En azından üç ya da dört - Daha fazlasını yapmak için iyi bir fikir. Ekstra ölçümler sigortadır. Orijinal iki noktanın yarattığı çizgiye düşmezlerse, ilkbaharda veya kullandığınız ağırlıklar ile ilgili bir sorun olabilir.

Noktaları çizmek için, yayı bir kancadan dikey olarak askıya alın ve bir cetvel kullanarak uzantısını kaydedin. Bilinen bir ağırlığı serbest uca takın ve yeni uzantıyı kaydedin. Fark x. Ağırlık tarafından uygulanan kuvveti hesapladıktan sonra, ilk noktanız olur (x₁, F₁). Ağırlığı değiştirip yeni uzantıyı kaydederek farklı noktaları çizin. Nokta çizme işleminiz bittiğinde, hepsine dokunmaya en yakın olan noktalara bir çizgi çizin.

Kuvvet Uzatma Grafiğinin Eğimini Ölçme

Genel olarak, bir çizginin eğimini, iki nokta seçerek ve bu yükselme ve bu iki nokta arasındaki kaçma oranını oluşturarak bulabilirsiniz. Eğer seçtiğiniz ilk nokta şuysa:x₁, F₁) ve ikinci nokta (x₂, F₂), çizginin eğimi:

{eğim} = frak {F_2 - F_1} {x_2 - x_1}

varsayarak F₂ daha büyük F₁.

Bu yay sabitinin değeridir, k. Hooks kanunu denklemindeki eksi işaretine rağmen, k Olumlu bir sayıdır, çünkü Hooks yasası grafiğindeki eğim pozitiftir.

Yay sabitinin kuvvet / mesafe birimlerine sahip olduğuna dikkat edin. MKS sisteminde yay sabit birimleri newton / meter'dir. CGS sisteminde, bunlar din / santimetredir. Emperyal sistemde, onlar kuvvet kuvvetidir (lb_f) / ayak.

Artık yay sabitine sahip olduğunuzda, herhangi bir kuvvete maruz kaldığınızda, yayınların ne kadarını dağıtacağını veya sıkıştıracağını tahmin edebilirsiniz.