Како израчунати константу пролећа

Садржај

• Претвори у силу
• Нацртајте две тачке или више
• Измерите нагиб графикона за продужење силе

Када компримирате или испружите опругу, она делује сила супротна сили коју дајете у напору да се вратите у равнотежни положај. Количина силе је карактеристична за опругу и представља је константом опруге, к. Према закону Хоокес, однос између продужетка Икс и силу Ф је:

Ф = -кк

Знак минус означава да је сила коју врши опруга у супротном смеру од продужетка.

Однос силе и екстензије је линеаран, што значи да ако цртате графу силе према продужењу, добићете равну линију. Проћи ће кроз порекло (Икс = 0; Ф = 0), а његов нагиб ће бити једнак константи опруге, к.

Претвори у силу

Најлакши начин за добијање вредности за графикон Хоокес закона је суспензија опруге са куке и причвршћивање низа тегова чије су вредности познате. Међутим, пондери се обично мере у грамима или килограмима, што је јединица масе. Међутим, лако је претворити их у јединице силе. Све што требате учинити је умножити масу убрзањем захваљујући гравитацији, а то је у МКС метричком систему 9,8 м / с² а у ЦГС систему је 980 цм / с². Ако су ваше тежине калибриране у килограмима, помножите их са 32 фт / с² да их претвори у килограме силе.

Још увек можете да добијете граф са равном линијом и екстраполирате вредност к са нагиба, чак и ако не извршите ове претворбе, али вриједност за к ће бити у погрешним јединицама и биће другачија од оне коју добијете ако извршите конверзију.

Нацртајте две тачке или више

Да бисте нацртали равну линију, потребне су вам само две тачке, што значи да требате извршити само два мерења. Добра је идеја направити још више - барем три или четири. Додатна мерења су осигурање. Ако не падну на линију коју су створили првобитне две тачке, нешто може бити у реду са опругом или утезима које користите.

Да бисте исцртали тачке, одложите опругу вертикално са куке и снимите њено продужење, коришћењем равнала. Причврстите познату тежину на слободни крај и снимите ново проширење. Разлика је у томе Икс. Након што израчунате силу коју делује на тежини, имате први бод (Икс₁, Ф₁). Нацртајте различите тачке мењањем тежине и снимањем новог наставка. Када завршите цртање бодова, повуците линију кроз тачке која је најближа свим њима.

Измерите нагиб графикона за продужење силе

Генерално, нагиб линије можете пронаћи тако што ћете изабрати две тачке и формирати однос пораста и трчања између ове две тачке. Ако је прва тачка коју одаберете (Икс₁, Ф₁), а друга тачка је (Икс₂, Ф₂), нагиб линије је:

{нагиб} = фрак {Ф_2 - Ф_1} {к_2 - к_1}

претпостављајући Ф₂ је већи од Ф₁.

Ово је вредност константне опруге, к. Упркос знаку минус у једначини закона Хоокес, к је позитиван број, јер је нагиб графикона Хоокесовог закона позитиван.

Имајте на уму да константа опруге има јединице силе / растојања. У МКС систему, јединице константне опруге су невтон / метар. У систему ЦГС то су дине / центиметар. У царском систему то су килограми силе (лб_ф) / стопало.

Сада када имате опружну константу, можете тачно предвидети колико ће се опруга раширити или стиснути када је подложите било којој сили.