Spyruoklės konstanta ir jos vienetas
Kas atsitinka, kai jėgos deformuoja elastingus kūnus? Paprasčiausias pavyzdys yra spiralinė spyruoklė, kurios deformaciją galima apibūdinti naudojant spyruoklės konstantą (įskaitant fizinį vienetą).
Kiek spyruoklė deformuojasi?
Medžių šakas lenkia vėjo jėga, teniso raketės yra įlenktos smūgio į kamuolį. Daugelis objektų grįžta į pradinę formą po to, kai juos deformuoja išorinė jėga - jie yra elastingi. Paprasčiausias tokių deformacijų modelis yra spyruoklės:
- Tipiškas mokyklos eksperimentas, susijęs su tokių spyruoklių tempimu, yra skirtingų svorių pritvirtinimas ir atitinkamo pailginimo matavimas.
- Jei grafiškai pavaizduota veikianti jėga (tai gravitacinė jėga arba gravitacinė jėga) prieš pailginimą, susidaro elastingos spyruoklės tiesinis ryšys: jėga F (vienete N vienetuose Niutonai) yra proporcinga plėtiniui s (vienetui m metrams arba cm centimetrams). Kitaip tariant: jei, pavyzdžiui, dvigubai padidinsite pritvirtintą svorį, spyruoklės ilginimas taip pat padvigubės.
Beje, jėgai F, jei ji veikia kaip gravitacinė jėga, taikoma ši informacija: F = m
* g, kur m yra pritvirtinto kūno masė kilogramais, o g - pagreitis dėl gravitacijos (g = 9,81 m / s²).Spyruoklės konstanta - apibrėžimas ir vienetas
- Tačiau eksperimentuodami su skirtingomis spyruoklėmis pastebėsite, kad pritvirtinus svorį jos keičiasi elgtis kitaip: kai kurias plunksnas galima lengvai ištempti (t mažas poveikis.
- Čia atsiranda materialinė šių spyruoklių savybė, vadinama spyruoklės konstanta. Tai yra jėgos F ir kelio pratęsimo s santykis. Formulės žymėjime jūs gaunate D = F / s, kur D yra spyruoklės konstanta. Matematiškai D yra ne kas kita, kaip jėgos ir pailgėjimo proporcingumo konstanta.
- Apibrėžimas taip pat nurodo konstantų vienetą, būtent niutonus vienam metrui (arba niutonus centimetrui), sutrumpintą iki N / m.
- Ir atvirkščiai, jei žinote spyruoklės konstantą D, tada jėgos ir pailgėjimo santykį galima nustatyti naudojant Huko dėsnį. Taikoma taip: F = D * s. Šis įstatymas taip pat taikomas kūnų suspaudimui ar sukimui.
Anglų tyrinėtojas Robertas Hooke'as nagrinėjo elastingą elgesį ...
Tačiau: spyruoklės konstanta D, žinoma, yra tik pastovi spyruoklės elastingumo diapazone, ir Huko dėsnis galioja tik ten. Jei per daug ištempiate spyruokles, pateksite į plastikinę zoną. Net guminės juostos ar balionai griežtai nesilaiko šio įstatymo.
