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Comment calculer Printemps de travail

Comme indiqué dans Halliday et de Resnick "Notions de base Physcis," La loi de Hooke indique que la formule concernant la force d'un ressort exerce, en fonction de son déplacement de sa longueur à l'équilibre, est la force F = -kx. x ici est une mesure du déplacement de l'extrémité libre du ressort de son déchargement, en position non contrainte. k est une constante de proportionnalité appelée "raideur," et est spécifique à chaque printemps. Le signe moins est en face parce que la force que le ressort exerce une "retour" la force, ce qui signifie qu'il est opposée à la direction de déplacement x, dans le but de ramener le ressort à sa position non chargée. L'équation de printemps tient habituellement pour le déplacement x dans les deux sens - à la fois d'étirement et de compression de déplacement - bien qu'il puisse y avoir des exceptions. Si vous ne savez pas k pour un ressort spécifique, vous pouvez étalonner votre ressort à l'aide d'un poids de masse connue.

Choses que vous devez

  • Printemps
  • Poids
  • Ruban à mesurer

Instructions

  1. 1

    Déterminer la position de l'extrémité libre du ressort, si ballants - son autre extrémité fixée à quelque chose de solide comme un mur.

  2. 2



    Décidez de ce déplacement x à partir de la position d'équilibre que vous voulez savoir la force du ressort, la mesurer en mètres.

  3. 3

    Multipliez par k x pour trouver la force que le ressort exerce à essayer de revenir à sa position d'équilibre. Si x est en mètres et k est en kilogrammes par seconde au carré, puis forcer F est en Newtons, l'unité SI de la vigueur.

    Si vous ne savez pas k, passez à l'étape suivante pour le déterminer.

  4. 4



    Trouver proportionnalité constante k de printemps par pendaison d'un poids de masse connue m, de préférence en kilogrammes, de l'extrémité libre du printemps, après le positionner verticalement. De le déplacement résultant, vous pouvez déterminer k par la relation k = -mg / x, où g est l'accélération gravitationnelle 9.80m constante / s ^ 2, où l'accent circonflexe indique exponentiation.

    Par exemple, si le ressort déplace x = 5 centimètres sous une charge de 5 kg, alors k = - 5 kg x 9,80 m / s ^ 2 / (-0.05m) = 980 kg / s ^ 2. Ainsi donc, vous pouvez ensuite résoudre pour sa force de rappel F lorsque le déplacement x est, disons, de 10 cm, comme suit: F = (-980 kg / s ^ 2) (0,10 m) = -9.8 Newtons.

Conseils & Avertissements

  • La formule est précise seulement jusqu'à un certain point. Pour les grandes x, il ne sera pas précis. Déplacement x dans les deux directions ne sera pas nécessairement le même effet ampleur de la force de rappel, par exemple, si les tours de la bobine de printemps sont étroitement liés à l'ambiance détendue, la position d'équilibre.

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