Vedru kokkusurumisel või pikendamisel avaldab see jõudu, mis on vastupidine sellele, mida te avaldate, püüdes taastada oma tasakaaluasend. Jõu suurus on vedrule iseloomulik ja seda tähistab vedru konstant, k. Vastavalt Hooke seadus, laienduse suhe x ja jõudu F on:
F = -kx
Miinusmärk tähistab, et vedru mõjuv jõud on pikendusele vastupidises suunas.
Jõu ja pikenduse suhe on lineaarne, mis tähendab, et kui joonistada jõud vs. laiendusgraafik, saate sirgjoone. See läbib päritolu (x = 0; F = 0) ja selle kalle võrdub vedrukonstandiga, k.
Teisenda jõuks
Lihtsaim viis Hooke'i seadusgraafiku väärtuste saamiseks on vedru riputamine konksu külge ja kinnitada rea raskusi, mille väärtused on teada. Kuid kaalu mõõdetakse tavaliselt grammides või kilogrammides, mis on massiühikud. Neid on siiski lihtne jõuühikuteks teisendada.
Tuleb vaid korrutada mass raskusjõu mõjul toimuva kiirendusega, mis MKS meetrilises süsteemis on 9,8 m / s2 ja CGS-süsteemis on 980 cm / s2. Kui teie kaal on kalibreeritud naelades, korrutage see 32 jalga / s2 teisendada need naeladeks jõuks.
Ikka saate sirgjoonelise graafiku ja ekstrapoleerida väärtuse k nõlvast isegi siis, kui te neid konversioone ei tee, kuid väärtuseks on k on valedes ühikutes ja on erinev väärtus, mille saate konversiooni tegemisel.
Joonestage kaks punkti või rohkem
Sirge joonestamiseks vajate ainult kahte punkti, mis tähendab, et peate ainult tegema kaks mõõtmist. Hea idee on siiski teha rohkem - vähemalt kolm või neli. Lisamõõtmed on kindlustus. Kui need ei lange kahe algse punkti loodud joonele, võib vedru või teie kasutatavate raskustega olla midagi valesti.
Punktide joonistamiseks riputage vedru konksust vertikaalselt ja registreerige joonlaua abil selle pikendus. Kinnitage vaba kaal vabale otsale ja registreerige uus pikendus. Erinevus on x. Pärast raskuse poolt avaldatava jõu arvutamist on teie esimene punkt (x1, F1). Pange joonele erinevad punktid, muutes kaalu ja salvestades uue pikenduse. Kui olete punktide joonistamise lõpetanud, tõmmake punktide kaudu joon, mis on kõige lähemal nende kõigi puudutamiseks.
Mõõtke jõu laiendamise graafiku kalle
Üldiselt leiate joone nõlva, valides kaks punkti ja moodustades a suhe tõusu ja jooksu nende kahe punkti vahel. Kui esimene valitud punkt on (x1, F1) ja teine punkt on (x2, F2), on joone kalle järgmine:
\ text {slope} = \ frac {F_2 - F_1} {x_2 - x_1}
Eeldusel F2 on suurem kui F1.
See on kevadkonstandi väärtus, k. Hooke seaduse võrrandi miinusmärgist hoolimata k on positiivne arv, sest Hooke'i seadusgraafiku kalle on positiivne.
Pange tähele, et vedrukonstandil on jõu / kauguse ühikud. MKS-süsteemis on vedru konstandi ühikud njuutonid meetri kohta. CGS-süsteemis on need dünid / sentimeeter. Keiserlikus süsteemis on need jõukilod (naelaf) / jalg.
Nüüd, kui teil on vedrukonstant, saate täpselt ennustada, kui palju vedru paisub või kokku surub, kui allute sellele mis tahes jõule.