תשובה:
700 N / m
הסבר:
החישוב מבוסס על חוק הוק והוא חל רק על מעיינות פשוטים שבהם סטייה או דחיסה אינו מוגזם. במשוואה משוואה זה מתבטא כמו F = ky.
איפה F הוא כוח מיושם ביחידות של ניוטון. K הוא קבוע האביב ואת y סטייה או דחיסה מטרים. כפי שיש מסה המצורפת למעיין יש סטייה של 0.21 מ '. כוח אנכי ניתן לחשב באמצעות החוק השני ניוטון כמו F = MA. איפה m הוא אובייקטים מסה בקילוגרמים ואת תאוצה gravitational (9.8 m / s ^ 2)
כדי לאשר אם החוק של הוק תקף, אתה יכול לשרטט גרף של כוח מיושם F נגד סטייה y עבור כמה משקולות. אם הגרף הוא ליניארי אתה יכול בבטחה להניח חוק הוקס תקף. המדרון של הגרף יהיה קבוע האביב ק.
משקל של 1.25 ק"ג תלוי על קפיץ אנכי. האביב נמתח על ידי 3.75 ס"מ מן האורך המקורי, לא מתוח. כמה מסה אתה צריך לתלות מן האביב כך זה ימתח על ידי 8.13 ס"מ?
זכור חוק הוקס. 2.71Kg חוק הוקס מתייחס כוח האביב מפעיל אל אובייקט המצורפת אליו כמו: F = -k * x כאשר F הוא הכוח, קפיץ האביב קבוע, x המרחק הוא ימתח אז במקרה שלך, קבוע האביב מעריך את : 1.25 / 3.75 = 0.333 ק"ג / ס"מ כדי לקבל הרחבה של 8.13cm תזדקק: 0.333 * 8.13 2.71Kg
אם אורך האביב 38 ס"מ עולה ל 64 ס"מ, כאשר משקל 4 ק"ג תלוי על זה, מה קבוע האביב?
אנו יודעים על ידי הפעלת כוח F, אנו יכולים לגרום לעלייה של כמות x באורך האביב, ואז הם קשורים ל- F = Kdel x (כאשר K הוא קבוע האביב) נתון, F = 4 * 9.8 = 39.2 N (כמו, כאן משקלו של האובייקט הוא הכוח שגורם להארכה זו), ו- x x = (64-38) /100=0.26 m כך, K = F / (x x) = 39.2 / 0.26 = 150.77 ננומטר ^ ^
אם אורך של 65 ס"מ באביב עולה ל 94 ס"מ כאשר משקל 5 ק"ג תלוי על זה, מה קבוע האביב?
צייר תרשים גוף חינם הראשון בואו נמיין את זה. 5kg מגיע שיווי המשקל עם האביב ומאז התיבה אינה מאיצה בשני הכיוונים, הכוח נטו הוא אפס. היינו קובעים את המשקל של הקופסה שווה כוח על האביב aka כוח שחזור חוק הוק: F = -kx שבו k הוא קבוע האביב ב- N / m ו- x הוא השינוי עקירה של האביב מתוך שיווי המשקל מיקום ב- m * אנו יכולים להתעלם מהסימן (-) במקרה זה מכיוון שזה רק מציין שהכוח הוא כוח שחזור. הגדרת הכוחות שווה זה לזה, אנו מקבלים: kx = m * gk = (m * g) / xk = (5 kg) * (9.8 m / s ^ 2)) / (0.94m-0.65m) k = 168.97 N / m