Pružinová konstanta a její jednotka
Co se stane, když síly deformují pružná tělesa? Nejjednodušším příkladem je spirálová pružina, jejíž deformaci lze popsat pružinovou konstantou (včetně fyzikální jednotky).
Jak moc se pružina deformuje?
Větve stromů jsou ohnuty silou větru, tenisové rakety jsou promáčknuty úderem do míče. Mnoho předmětů se po deformaci vnější silou vrátí do původního tvaru - jsou elastické. Nejjednodušším modelem pro takové deformace jsou vinuté pružiny:
- Typickým školním experimentem v souvislosti s natahováním takových pružin je připevňování různých závaží a měření příslušného prodloužení.
- Pokud někdo vykreslí působící sílu (je to gravitační síla nebo gravitační síla) proti prodloužení graficky, výsledkem jsou pružné pružiny lineární vztah: síla F (v jednotce N pro newtony) je úměrná prodloužení s (v jednotce m pro metry nebo cm pro centimetry). Jinými slovy: Pokud například zdvojnásobíte připojené závaží, zdvojnásobí se také prodloužení pružiny.
Pro sílu F mimochodem platí následující, pokud působí jako gravitační síla: F = m
* g, kde m je hmotnost připojeného tělesa v kilogramech a g je gravitační zrychlení (g = 9,81 m / s²).Pružinová konstanta - definice a jednotka
- Když však experimentujete s různými pružinami, zjistíte, že se mění, když je připojeno závaží chovat se jinak: Některá peří lze snadno natáhnout (tj. s malým úsilím), zatímco jiná mají pouze velké váhy malý efekt.
- Zde vstupuje do hry materiální vlastnost těchto pružin, která se nazývá pružinová konstanta. Toto je vztah mezi působící silou F a prodloužením dráhy s. Ve vzorcovém zápisu dostanete D = F / s, kde D je pružinová konstanta. Matematicky D není nic jiného než konstanta proporcionality mezi silou a prodloužením.
- Definice také uvádí jednotku konstant, konkrétně Newtonů na metr (nebo Newtonů na centimetr), zkráceně N / m.
- A naopak, pokud člověk zná pružinovou konstantu D, pak vztah mezi silou a prodloužením lze určit pomocí Hookeova zákona. Platí následující: F = D * s. Tento zákon platí také pro stlačování nebo kroucení těl.
Anglický výzkumník Robert Hooke se zabýval elastickým chováním ...
Nicméně: Pružinová konstanta D je samozřejmě pouze konstantní v pružném rozsahu pružiny a Hookeův zákon platí pouze tam. Pokud příliš natáhnete pružiny, dostanete se do plastové oblasti. Ani gumičky nebo balónky tento zákon striktně nedodržují.
