Tartalom
- Konvertálás kényszerítésre
- Tegyen fel két vagy több pontot
- Mérje meg az erõ-meghosszabbítási grafikon lejtését
Egy rugó összenyomásakor vagy meghosszabbításakor olyan erőt fejt ki, amely ellentétes azzal az erővel, amelyet Ön kifejtett annak érdekében, hogy visszatérjen egyensúlyi helyzetébe. Az erő mennyisége a rugóra jellemző, és a rugóállandó képviseli, k. Hookes törvény szerint a kiterjesztés közötti kapcsolat x és erő F jelentése:
F = -kx
A mínuszjel azt jelzi, hogy a rugó által kifejtett erő a kinyúlással ellentétes irányban van.
Az erő és a kiterjesztés közötti kapcsolat lineáris, ami azt jelenti, hogy ha ábrázolja az erő és a kiterjesztés gráfját, akkor egyenes lesz. Áthalad az eredetén (x = 0; F = 0), és annak lejtése megegyezik a rugóállandóval, k.
Konvertálás kényszerítésre
A Hookes-törvény gráfjának értékének legegyszerűbb módja az, ha a rugót felfüggeszti egy horogból, és olyan súlysorozatokat csatol, amelyek értéke ismert. A súlyokat azonban általában grammban vagy kilogrammban mérik, amelyek tömegegységek. Könnyű azonban átalakítani őket erőegységekké. Csak annyit kell tennie, hogy meg kell szorozni a tömeget a gravitáció által okozott gyorsulással, amely az MKS metrikus rendszerben 9,8 m / s2 és a CGS rendszerben 980 cm / s2. Ha a súlya fontban van kalibrálva, szorozza meg 32 láb / s-tal2 hogy átalakítsák őket fontokra.
Még mindig kaphat egy egyenes vonalú gráfot, és extrapolálhatja a k még a lejtőn is, ha nem végez ezeket a konverziókat, de a k helytelen egységekben lesz, és különbözik az értékétől, mint amit a konverzió végrehajtásakor kap.
Tegyen fel két vagy több pontot
Egy egyenes vonalának ábrázolásához csak két pontra van szüksége, azaz csak két mérést kell elvégeznie. Jó ötlet, ha még többet készítenek - legalább három vagy négy. Az extra mérések a biztosítás. Ha nem esnek az eredeti két pont által létrehozott vonalra, akkor valami baj lehet a rugóval vagy a használt súlyokkal.
A pontok ábrázolásához függessze fel a rugót függőlegesen egy kampóról, és rögzítse a hosszabbítását egy vonalzó segítségével. Helyezze az ismert súlyt a szabad végére és rögzítse az új kiterjesztést. A különbség az x. Miután kiszámította a súly által kifejtett erőt, megkapja az első pontját (x1, F1). A különböző pontokat ábrázolja a súly megváltoztatásával és az új kiterjesztés rögzítésével. Ha elkészült a pontok ábrázolásával, húzzon egy vonalat azokon a pontokon, amelyek a legközelebb vannak az összes megérintéséhez.
Mérje meg az erõ-meghosszabbítási grafikon lejtését
Általában úgy találja meg a vonal lejtését, hogy két pontot választ, és e két pont közötti emelkedés és futás arányát határozza meg. Ha az első választott pont (x1, F1), és a második pont (x2, F2), a vonal lejtése:
{slope} = frac {F_2 - F_1} {x_2 - x_1}feltételezve F2 nagyobb, mint F1.
Ez a rugóállandó értéke, k. A Hookes-egyenlet mínuszjele ellenére, k pozitív szám, mivel a Hookes-törvény gráfban a meredekség pozitív.
Vegye figyelembe, hogy a rugóállandó erőegységei / távolsága vannak. Az MKS rendszerben a rugóállandó egységek newton / méter. A CGS rendszerben dyne / centiméter. A birodalmi rendszerben ezek font font (lbf) / láb.
Most, hogy rendelkezik a rugóállandóval, pontosan meg tudja becsülni, hogy a rugó mennyit fog kinyúlni vagy összenyomódni, amikor bármilyen erőnek kitenzi.