Ko stisnete ali iztegnete vzmet, deluje sila, ki je nasprotna sili, ki jo izvajate, ko se želite vrniti v ravnotežni položaj. Količina sile je značilna za vzmet in je predstavljena z vzmetno konstanto, k. Po navedbah Hookov zakon, razmerje med podaljšanjem x in sila F je:
F = -kx
Znak minus pomeni, da je sila, ki jo deluje vzmet, v nasprotni smeri proti podaljšku.
Razmerje med silo in podaljškom je linearno, kar pomeni, da če načrtujete silo vs. graf razširitve, boste dobili ravno črto. Šel bo skozi izvor (x = 0; F = 0), njen naklon pa bo enak vzmetni konstanti, k.
Pretvori v Force
Najlažji način za pridobitev vrednosti za graf Hookejevega zakona je vzmetenje vzmeti s kavlja in pritrditev niza uteži, katerih vrednosti so znane. Vendar se uteži običajno merijo v gramih ali kilogramih, ki so masne enote. Vendar jih je enostavno pretvoriti v enote sile.
Vse kar morate storiti je, da maso pomnožite s pospeškom zaradi gravitacije, ki v metričnem sistemu MKS znaša 9,8 m / s2 in v sistemu CGS znaša 980 cm / s
Še vedno lahko dobite graf z ravno črto in ekstrapolirate vrednost k z naklona, tudi če teh pretvorb ne izvedete, ampak vrednost za k bo v napačnih enotah in bo drugačne vrednosti, kot jo dobite, če izvedete pretvorbo.
Nanesite dve točki ali več
Če želite narisati ravno črto, potrebujete le dve točki, kar pomeni, da morate le narisati dve meritvi. Dobro pa je, če jih zaslužite več - vsaj tri ali štiri. Dodatne meritve so zavarovanje. Če ne padejo na črto, ki sta jo ustvarili prvotni dve točki, je lahko nekaj narobe z vzmetjo ali utežmi, ki jih uporabljate.
Če želite narisati točke, vzmet spustite navpično na trnek in s pomočjo ravnila zabeležite njen podaljšek. Na prosti konec pritrdite znano utež in zapišite novo razširitev. Razlika je v tem x. Ko izračunate silo, ki jo izvaja utež, imate svojo prvo točko (x1, F1). Načrtujte različne točke s spreminjanjem teže in snemanjem novega podaljška. Ko končate z risanjem točk, narišite črto skozi točke, ki je najbližje dotiku vseh.
Izmerite naklon grafa razširitve sile
Na splošno lahko naklon črte poiščete tako, da izberete dve točki in oblikujete a razmerje vzpona in teka med tema dvema točkama. Če je prva točka, ki jo izberete (x1, F1), druga točka pa je (x2, F2), naklon črte je:
\ text {naklon} = \ frac {F_2 - F_1} {x_2 - x_1}
Ob predpostavki F2 je večje od F1.
To je vrednost vzmetne konstante, k. Kljub znaku minus v enačbi Hookejevega zakona, k je pozitivno število, ker je naklon v grafu Hookejevega zakona pozitiven.
Upoštevajte, da ima vzmetna konstanta enote sile / razdalje. V sistemu MKS so vzmetne konstantne enote newtoni / meter. V sistemu CGS so din / centimeter. V imperialnem sistemu so kilogrami sile (lbf) / stopalo.
Zdaj, ko imate vzmetno konstanto, lahko natančno napovedate, koliko se bo vzmet raztegnila ali stisnila, ko jo izpostavite kakršni koli sili.