Kad jūs saspiežat vai izvelkat atsperi, tas iedarbojas pretēji spēkam, kuru jūs pieliekat, cenšoties atgriezties līdzsvara stāvoklī. Spēka daudzums ir raksturīgs pavasarim, un to attēlo pavasara konstante, k. Pēc Huka likums, attiecības starp pagarinājumu x un spēks F ir:
F = -kx
Mīnus zīme norāda, ka atsperes spēks ir pretējā virzienā pagarinājumam.
Attiecība starp spēku un pagarinājumu ir lineāra, kas nozīmē, ka, ja jūs uzzīmējat spēku vs. paplašinājuma grafiks, jūs iegūsiet taisnu līniju. Tas šķērsos izcelsmi (x = 0; F = 0), un tā slīpums būs vienāds ar pavasara konstanti, k.
Pārvērst par spēku
Vieglākais veids, kā iegūt Huka likuma grafika vērtības, ir apturēt atsperi no āķa un piestiprināt virkni svaru, kuru vērtības ir zināmas. Tomēr svaru parasti mēra gramos vai kilogramos, kas ir masas vienības. Tomēr tos ir viegli pārveidot par spēka vienībām.
Viss, kas jums jādara, ir reizināt masu ar gravitācijas izraisīto paātrinājumu, kas MKS metriskajā sistēmā ir 9,8 m / s2 un CGS sistēmā ir 980 cm / s
Jūs joprojām varat iegūt diagrammu ar taisnu līniju un ekstrapolēt vērtību k no slīpuma, pat ja neveicat šos reklāmguvumus, bet vērtību k būs nepareizās vienībās un būs atšķirīga vērtība nekā tā, kuru iegūstat, veicot konvertēšanu.
Uzzīmējiet divus vai vairāk punktus
Lai uzzīmētu taisnu līniju, jums ir nepieciešami tikai divi punkti, kas nozīmē, ka jums ir jāveic tikai divi mērījumi. Tomēr ir ieteicams izgatavot vairāk - vismaz trīs vai četrus. Papildu mērījumi ir apdrošināšana. Ja tie neietilpst sākotnējo divu punktu izveidotā līnijā, kaut kas varētu būt nepareizi ar atsperi vai jūsu izmantotajiem svariem.
Lai uzzīmētu punktus, apturiet atsperi vertikāli no āķa un pierakstiet tās pagarinājumu, izmantojot lineālu. Piestipriniet zināmo svaru brīvajā galā un ierakstiet jauno pagarinājumu. Atšķirība ir x. Pēc svara aprēķināšanas spēka iegūšanas jums ir pirmais punkts (x1, F1). Uzzīmējiet dažādus punktus, mainot svaru un ierakstot jauno pagarinājumu. Kad esat pabeidzis punktu zīmēšanu, caur punktiem velciet līniju, kas ir vistuvāk visu to pieskaršanai.
Izmēra spēka pagarināšanas grafika slīpumu
Parasti līnijas slīpumu var atrast, izvēloties divus punktus un veidojot a attiecība pieauguma un skrējiena starp šiem diviem punktiem. Ja pirmais izvēlētais punkts ir (x1, F1), un otrais punkts ir (x2, F2), līnijas slīpums ir:
\ text {slope} = \ frac {F_2 - F_1} {x_2 - x_1}
Pieņemot F2 ir lielāks par F1.
Šī ir pavasara konstante, k. Neskatoties uz mīnusa zīmi Huka likuma vienādojumā, k ir pozitīvs skaitlis, jo slīpums Huka likuma grafikā ir pozitīvs.
Ņemiet vērā, ka pavasara konstantei ir spēka / attāluma vienības. MKS sistēmā pavasara nemainīgās vienības ir ņūtoni / metrs. CGS sistēmā tie ir din / centimetrs. Imperiālajā sistēmā tie ir spēka mārciņas (lbf) / pēda.
Tagad, kad jums ir pavasara konstante, jūs varat precīzi paredzēt, cik daudz pavasaris izstiepsies vai saspiedīsies, pakļaujot to jebkuram spēkam.