Sisu
Vedru kokkusurumisel või pikendamisel avaldab see jõule vastupidist jõudu, mida te rakendate, püüdes naasta tasakaaluasendisse. Jõu suurus on vedrule iseloomulik ja seda tähistab vedru konstant, k. Hookesi seaduse kohaselt on pikendamise suhe x ja jõud F on:
F = -kx
Miinusmärk tähendab, et vedru poolt rakendatav jõud on pikendusega vastupidises suunas.
Jõu ja pikenduse suhe on lineaarne, mis tähendab, et kui joonistate jõu ja pikenduse graafiku, saate sirgjoone. See läbib päritolu (x = 0; F = 0) ja selle kalle on võrdne vedru konstandiga, k.
Teisenda sundimiseks
Lihtsaim viis Hookesi seaduse graafiku jaoks väärtuste saamiseks on vedru riputada konksust ja kinnitada rida kaalu, mille väärtused on teada. Kaalu mõõdetakse tavaliselt grammides või kilogrammides, mis on massiühikud. Neid on aga lihtne muundada jõuüksusteks. Teil on vaja vaid korrutada mass gravitatsioonist tuleneva kiirendusega, mis MKS-i meetrikasüsteemis on 9,8 m / s2 ja CGS-süsteemis on 980 cm / s2. Kui teie kaal on kalibreeritud naeltes, korrutage 32 jala / s abil2 teisendada need kilo kilodeks.
Võite ikkagi saada sirgjoonelise graafiku ja ekstrapoleerida väärtuse k isegi siis, kui te neid teisendeid ei tee, kuid väärtus on k on valedes ühikutes ja erineb teisest väärtusest, kui saate teisendamise korral.
Kruntida kaks või enam punkti
Sirgjoone joonistamiseks vajate ainult kahte punkti, mis tähendab, et peate tegema ainult kaks mõõtmist. Sellegipoolest on hea mõte teha rohkem - vähemalt kolm või neli. Lisamõõtmised on kindlustus. Kui nad ei kuku kahe algsest punktist loodud joonele, võib vedru või teie kasutatavate raskustega olla midagi valesti.
Punktide joonistamiseks riputage vedru konksust vertikaalselt ja joonlaua abil registreerige selle pikendus. Kinnitage teadaolev kaal vaba otsa külge ja registreerige uus pikendus. Erinevus on selles x. Pärast raskuse poolt avaldatud jõu arvutamist on teil esimene punkt (x1, F1). Joonistage erinevad punktid, muutes kaalu ja registreerides uue pikenduse. Kui olete punktide joonistamise lõpetanud, tõmmake nendest punktidest kõige lähemale ulatuvate punktide vahele joon.
Mõõtke jõu pikendamise graafiku kalle
Üldiselt leiate sirge kalde, valides kaks punkti ja moodustades tõusu ja kulgemise suhte nende kahe punkti vahel. Kui esimene valitud punkt on (x1, F1) ja teine punkt on (x2, F2), joone kalle on:
{kalle} = murd {F_2 - F_1} {x_2 - x_1}eeldades F2 on suurem kui F1.
See on vedru konstandi väärtus, k. Hookese võrrandi miinusmärgist hoolimata k on positiivne arv, kuna Hookesi seaduse graafikul on kalle positiivne.
Pange tähele, et vedrukonstandil on jõu / vahemaa ühikud. MKS-süsteemis on vedrukonstandi ühikud njuutonid meetri kohta. CGS-süsteemis on need dyns / sentimeetri kohta. Imperiaalses süsteemis on need naela jõud (naelf) / jalg.
Nüüd, kui teil on vedrude konstant, saate täpselt ennustada, kui palju vedru venib või surub kokku, kui sellele mingile jõule reageerite.