İçerik
Halliday ve Resnick’in “Fiziğin Temelleri” nde tartışıldığı gibi, Hooke kanunu, bir yayın, denge uzunluğundan yer değiştirmesinin bir fonksiyonu olarak uyguladığı kuvvete ilişkin formülün kuvvet = F = -kx olduğunu belirtir. x burada yayın serbest ucunun boşta, gerilmemiş konumundan kaymasının bir ölçüsüdür. k, "sertlik" olarak adlandırılan bir orantı sabitidir ve her bir yay için spesifiktir. Eksi işareti önündedir, çünkü yayın uyguladığı kuvvet bir "geri dönen" kuvvettir, bu da yayı yüksüz pozisyonuna döndürmek için x'in yer değiştirme yönüne karşı olduğu anlamına gelir. Yay denklemi, genellikle istisnalar olabilmesine rağmen, yer değiştirme x'i her iki yönde (yer değiştirmeyi hem sıkıştırarak hem sıkıştırarak) tutar. Belirli bir yay için k bilmiyorsanız, yayınızı bilinen bir kütle ağırlığını kullanarak kalibre edebilirsiniz.
Yayın serbest ucunun pozisyonunu belirleyin, eğer gevşekçe asılırsa - diğer ucu duvar gibi sağlam bir yere yapıştırılır.
Yay kuvvetini bilmek istediğiniz denge konumundan hangi deplasman x değerlerini metre cinsinden ölçeceğinize karar verin.
Yayın denge pozisyonuna geri dönmeye çalışmak için harcadığı gücü bulmak için x ile -k çarpın. Eğer x metre cinsinden ve k saniye kare başına kilogram cinsinden ise, kuvvet F, kuvvet için SI birimi olan Newton cinsindendir.
K'yı tanımıyorsanız, belirlemek için bir sonraki adıma geçin.
Yayın orantılılık sabitini (k) dikey bir şekilde yerleştirdikten sonra, bilinen ağırlıktaki m ağırlığını, tercihen kilogram cinsinden, yayın serbest ucundan asarak bulun. Elde edilen deplasmandan, k = -mg / x ilişkisine göre k belirleyebilirsiniz; burada g, yerçekimsel hızlanma sabiti 9.80m / s ^ 2'dir, burada şair ^ üstelleşmeyi gösterir.
Örneğin, yay 5 kilogram yük altında x = 5 santimetre yer değiştirirse, o zaman k = - 5kg x 9.80 m / s ^ 2 / (-0.05m) = 980 kg / s ^ 2. Öyleyse, deplasman x, örneğin 10 cm, F = (-980 kg / s ^ 2) (0.10m) = -9.8 Newton olduğunda, geri yükleme kuvveti F için çözülebilir.