إجابة:
700 ن / م
تفسير:
يعتمد الحساب على قانون Hooke ويسري فقط على الينابيع البسيطة حيث لا يكون الانحراف أو الضغط مفرط ا. في شكل المعادلة ، يتم التعبير عنها كـ F = ky.
حيث F هي القوة المطبقة في وحدات نيوتن. K هو ثابت الربيع وانحراف أو ضغط بالأمتار. نظر ا لوجود كتلة متصلة بالربيع هناك انحراف بمقدار 0.21 متر. يمكن حساب القوة العمودية باستخدام قانون نيوتن الثاني كـ F = ma. حيث m هي كتلة الأجسام بالكيلوغرام وتسارع الجاذبية (9.8 م / ث ^ 2)
لتأكيد ما إذا كان قانون Hooke صالح ا ، يمكنك رسم رسم بياني للقوة المطبقة F مقابل الانحراف y لعدة أوزان. إذا كان الرسم البياني خطي ا ، يمكنك افتراض أن قانون Hookes صالح. سيكون ميل الرسم البياني هو ثابت الربيع K.
وزن 1.25 كجم معلق من نوابض رأسية. يمتد الربيع بمقدار 3.75 سم من طوله الأصلي غير الممتد. ما حجم الكتلة التي يجب أن تشنقها من الربيع حتى تمتد على ارتفاع 8.13 سم؟
تذكر القانون هوكس. يتعلق قانون 2.71Kg Hooke's Force بفصل ربيع ينفذ إلى كائن متصل به على النحو التالي: F = -k * x حيث F هي القوة وثابت ka spring و x المسافة التي ستمتد بها. في الحالة الخاصة بك ، يتم تقييم ثابت الربيع ل : 1.25 / 3.75 = 0.333 كجم / سم للحصول على امتداد 8.13 سم ، ستحتاج: 0.333 * 8.13 2.71 كجم
إذا زاد طول الربيع 38 سم إلى 64 سم عندما يكون وزن 4 كجم معلق ا منه ، فما هو ثابت الربيع؟
نحن نعلم.إذا طبقنا القوة F ، يمكننا أن نتسبب في زيادة مقدار del x في طول الربيع ، ثم يرتبطوا بـ F = Kdel x (حيث ، K هي ثابت الربيع) معطى ، F = 4 * 9.8 = 39.2 N (مثل ، وزن الكائن هنا هو القوة التي تسبب هذا الامتداد) ، و del x = (64-38) /100=0.26m ، K = F / (del x) = 39.2 / 0.26 = 150.77 نيوتن متر ^ -1
إذا زاد طول الربيع 65 سم إلى 94 سم عندما يكون وزن 5 كجم معلق ا منه ، فما هو ثابت الربيع؟
ارسم مخطط ا مجاني ا للجسم أولا . يأتي 5 كجم في حالة توازن مع الزنبرك وبما أن الصندوق لا يتسارع في أي من الاتجاهين ، فإن القوة الصافية هي صفر. نضع وزن الصندوق مساويا للقوة في الربيع الملقب بقانون Hooke لقوة الاستعادة: F = -kx حيث k هو ثابت الربيع في N / m و x هو التغير في إزاحة الربيع من التوازن الموضع في m * يمكننا تجاهل علامة (-) في هذه الحالة لأن ذلك يشير فقط إلى أن القوة هي قوة استعادة. عند إعداد القوى بحيث تساوي بعضها البعض ، نحصل على: kx = m * gk = (m * g) / xk = ((5 كجم) * (9.8 m / s ^ 2)) / (0.94m-0.65m) k = 168.97 ن / م