Pružinová konštanta a jej jednotka
Čo sa stane, keď sily deformujú elastické telesá? Najjednoduchším príkladom je špirálová pružina, ktorej deformáciu je možné popísať pružinovou konštantou (vrátane fyzikálnej jednotky).
Ako veľmi sa pružina deformuje?
Vetvy stromov sú ohnuté silou vetra, tenisové rakety sú poškodené úderom do lopty. Mnoho predmetov sa po deformácii vonkajšou silou vráti do pôvodného tvaru - je elastických. Najjednoduchším modelom pre tieto deformácie sú vinuté pružiny:
- Typickým školským experimentom v súvislosti s naťahovaním takýchto pružín je prikladanie rôznych závaží a meranie príslušného predĺženia.
- Ak niekto vykreslí pôsobiacu silu (je to gravitačná sila alebo gravitačná sila) proti predĺženiu graficky, výsledkom sú elastické pružiny. lineárny vzťah: sila F (v jednotke N pre newtony) je úmerná predĺženiu s (v jednotke m pre metre alebo cm pre centimetre). Inými slovami: Ak napríklad zdvojnásobíte pripojenú hmotnosť, zdvojnásobí sa aj predĺženie pružiny.
Pre silu F mimochodom platí, ak pôsobí ako gravitačná sila: F = m
* g, kde m je hmotnosť pripevneného telesa v kilogramoch a g je gravitačné zrýchlenie (g = 9,81 m / s²).Pružinová konštanta - definícia a jednotka
- Keď však experimentujete s rôznymi pružinami, zistíte, že sa menia, keď je pripevnené závažie správajte sa inak: Niektoré pramene sa dajú ľahko natiahnuť (t.j. s malým úsilím), zatiaľ čo iné majú iba veľkú hmotnosť malý účinok.
- Tu vstupuje do hry materiálna vlastnosť týchto pružín, ktorá sa nazýva pružinová konštanta. Toto je vzťah medzi silou F a predĺžením dráhy s. Vo vzorcovom zápise získate D = F / s, kde D je pružinová konštanta. Matematicky nie je D nič iné ako konštanta proporcionality medzi silou a predĺžením.
- Definícia tiež uvádza jednotku konštánt, konkrétne Newtony na meter (alebo Newtony na centimeter), skrátene N / m.
- Naopak, ak je známa pružinová konštanta D, potom vzťah medzi silou a predĺžením možno určiť pomocou Hookovho zákona. Platí: F = D * s. Tento zákon platí aj pre stláčanie alebo krútenie tiel.
Anglický vedec Robert Hooke sa zaoberal elastickým správaním ...
Avšak: Pružinová konštanta D je samozrejme iba konštantná v elastickom rozsahu pružiny a Hookeov zákon platí iba tam. Ak preťažíte pružiny, dostanete sa do plastovej oblasti. Tento zákon striktne nedodržiavajú ani gumičky alebo balóniky.
