Kai suspaudžiate ar ištiesiate spyruoklę, ji daro jėgą priešinga jėgai, kurią jūs darote, stengdamiesi grįžti į pusiausvyros padėtį. Jėgos dydis yra būdingas spyruoklei ir jį atspindi spyruoklės konstanta, k. Pagal Huko įstatymas, santykis tarp pratęsimo x ir jėga F yra:
F = -kx
Minuso ženklas reiškia, kad spyruoklės jėga yra priešinga pratęsimo krypčiai.
Jėgos ir pratęsimo santykis yra tiesinis, o tai reiškia, kad jei jūs planuojate jėgą vs. išplėtimo grafikas, gausite tiesią liniją. Jis praeis per kilmę (x = 0; F = 0), o jo nuolydis bus lygus pavasario konstantai, k.
Konvertuoti į jėgą
Lengviausias būdas gauti Huko dėsnio grafiko reikšmes yra pakabinti spyruoklę nuo kablio ir pritvirtinti daugybę svorių, kurių vertės yra žinomos. Tačiau svoris paprastai matuojamas gramais arba kilogramais, kurie yra masės vienetai. Vis dėlto juos lengva paversti jėgos vienetais.
Viskas, ką jums reikia padaryti, tai padauginti masę iš pagreičio dėl sunkio jėgos, kuris MKS metrinėje sistemoje yra 9,8 m / s2 o CGS sistemoje yra 980 cm / s
Vis tiek galite gauti diagramą su tiesia linija ir ekstrapoliuoti reikšmę k nuo nuolydžio, net jei neatliekate šių konversijų, bet reikšmė k bus neteisingais vienetais ir bus kitokia vertė nei ta, kurią gausite, jei atliksite konversiją.
Nubraižykite du ar daugiau taškų
Norėdami nubrėžti tiesią liniją, jums reikia tik dviejų taškų, o tai reiškia, kad jums reikia tik padaryti du matavimai. Vis dėlto verta gaminti daugiau - bent tris ar keturis. Papildomi matai yra draudimas. Jei jie nepatenka į dviejų pradinių taškų sukurtą liniją, kažkas gali būti negerai su spyruokle ar naudojamais svoriais.
Norėdami suskaičiuoti taškus, pakabinkite spyruoklę vertikaliai nuo kablio ir užfiksuokite jos pratęsimą naudodami liniuotę. Pritvirtinkite žinomą svorį prie laisvo galo ir užrašykite naują pratęsimą. Skirtumas yra x. Apskaičiavus svorio jėgą, turėsite savo pirmąjį tašką (x1, F1). Nubraižykite skirtingus taškus keisdami svorį ir įrašydami naują pratęsimą. Baigę braižyti taškus, per taškus nubrėžkite liniją, kuri yra arčiausiai jų visų.
Išmatuokite jėgos išplėtimo grafiko nuolydį
Apskritai, tiesės nuolydį galite rasti pasirinkę du taškus ir suformavę a santykis pakilimo ir bėgimo tarp šių dviejų taškų. Jei pirmasis jūsų pasirinktas taškas yra (x1, F1), o antrasis punktas yra (x2, F2), linijos nuolydis yra:
\ text {slope} = \ frac {F_2 - F_1} {x_2 - x_1}
Darant prielaidą F2 yra didesnis nei F1.
Tai yra pavasario konstantos vertė, k. Nepaisant Huko dėsnio lygtyje esančio minuso ženklo, k yra teigiamas skaičius, nes Huko dėsnio grafiko nuolydis yra teigiamas.
Atkreipkite dėmesį, kad spyruoklės konstanta turi jėgos / atstumo vienetus. MKS sistemoje spyruoklės pastovūs vienetai yra niutonai / metras. CGS sistemoje jie yra dinamai / centimetras. Imperijos sistemoje jie yra jėgos svarai (lbf) / pėda.
Dabar, kai turite pavasario konstantą, galite tiksliai nuspėti, kiek pavasaris išsiplės ar suspaus, kai jį veiksite bet kokia jėga.
