Константата на пружината и нейната единица
Какво се случва, когато силите деформират еластичните тела? Най -простият пример е спирална пружина, чиято деформация може да бъде описана с пружинната константа (включително физическата единица).
Колко се деформира пружината?
Клоните на дърветата се огъват от силата на вятъра, тенис ракетите се вдлъбват от удара по топката. Много обекти се връщат към първоначалната си форма, след като са деформирани от външна сила - те са еластични. Най -простият модел за такива деформации са пружините:
- Типичен училищен експеримент във връзка с опъването на такива пружини е прикрепването на различни тежести и измерването на съответното удължение.
- Ако човек нанесе графично действащата сила (това е гравитационната сила или силата на гравитацията) срещу разширението графично, това води до еластични пружини линейна връзка: силата F (в единица N за нютони) е пропорционална на разширението s (в единица m за метри или cm за сантиметри). С други думи: Ако например удвоите прикрепеното тегло, удължаването на пружината също се удвоява.
Между другото, следното важи за силата F, ако тя действа като гравитационна сила: F = m * g, където m е масата на прикрепеното тяло в килограми и g е ускорението, дължащо се на гравитацията (g = 9.81 m / s²).
Пружинна константа - определение и единица
- Когато обаче експериментирате с различни пружини, ще откриете, че те се променят, когато е прикрепена тежест се държат по различен начин: Някои пружини могат да се разтеглят лесно (т.е. с малко усилия), докато други имат само големи тежести малък ефект.
- Тук влиза в действие материално свойство на тези пружини, което се нарича пружинна константа. Това е връзката между приложената сила F и удължението на пътя s. Във формулировката получавате D = F / s, където D е пружинната константа. Математически D не е нищо повече от константата на пропорционалност между сила и удължение.
- Определението също така дава единицата за константи, а именно Нютони на метър (или Нютони на сантиметър), съкратено до N / m.
- Обратно, ако пружинната константа D е известна, тогава връзката между сила и удължение може да се определи с помощта на закона на Хук. Прилага се следното: F = D * с. Този закон се прилага и за притискане или усукване на тела.
Английският изследовател Робърт Хук се занимава с еластичното поведение ...
Константата на пружината D, разбира се, е постоянна само в еластичния диапазон на пружината и законът на Хук се прилага само там. Ако пренапрегнете пружините, попадате в пластмасовата зона. Дори ластиците или балоните не спазват стриктно този закон.
