Odgovor:
700 N / m
Pojasnilo:
Izračun temelji na Hookovem zakonu in se uporablja samo za preproste vzmeti, pri katerih deformacija ali stiskanje ni pretirana. V enačbi se izrazi kot F = ky.
Kjer je F uporabljena sila v enotah newtonov. K je konstanta vzmeti in y upogib ali kompresija v metrih. Ker je na vzmet nameščena masa, je odklon 0,21 m. Navpično silo lahko izračunamo z uporabo Newtonovega drugega zakona kot F = ma. Pri čemer je m masa predmetov v kilogramih in gravitacijski pospešek (9,8 m / s ^ 2)
Da bi potrdili, ali je Hookeov zakon veljaven, lahko vnesemo graf uporabljene sile F proti deformaciji y za več uteži. Če je graf linearen, lahko varno domnevamo, da je Hookesov zakon veljaven. Nagib grafa bo vzmetna konstanta K.
Od navpične vzmeti visi 1,25 kg teže. Izvir se razteza za 3,75 cm od prvotne, neraztegnjene dolžine. Kolikšna masa naj visi od vzmeti, tako da se bo raztegnila za 8.13 cm?
Zapomni si Hookesov zakon. 2.71Kg Hookov zakon povezuje silo vzmet, ki deluje na predmet, ki je nanj priključen, kot: F = -k * x, kjer je F sila, ka pomladna konstanta, in x razdalja, ki jo bo raztezala : 1,25 / 3,75 = 0,333 kg / cm Za podaljšanje 8.13cm bi potrebovali: 0.333 * 8.13 2.71Kg
Če se dolžina vzmeti 38 cm poveča na 64 cm, če od nje visi teža 4 kg, kakšna je konstanta vzmeti?
Vemo, če lahko z uporabo sile F povzročimo del x količino povečanja dolžine vzmeti, potem so povezane kot F = Kdel x (kjer je K vzmetna konstanta) glede na, F = 4 * 9.8 = 39.2 N (as, tukaj je teža predmeta sila, ki povzroči to podaljšanje) in, del x = (64-38) /100=0.26m tako, K = F / (del x) = 39.2 / 0.26 = 150.77 Nm ^ -1
Če se dolžina vzmeti 65 cm poveča na 94 cm, če od nje visi teža 5 kg, kakšna je konstanta vzmeti?
Najprej nariši prosti telesni diagram. 5 kg se uravnovesi z vzmetjo in ker se škatla ne pospešuje v nobeni smeri, je neto sila nič. Težo škatle bi določili enako sili na vzmet aka obnovitvena sila Hooke-ev zakon zakon: F = -kx, pri čemer je k konstanta vzmeti v N / m in x sprememba premika vzmeti iz ravnotežja Položaj v m * V tem primeru lahko ignoriramo znak (-), ker to samo nakazuje, da je sila ponovna vzpostavitev. S postavitvijo sil, ki bodo enakovredne, dobimo: kx = m * gk = (m * g) / xk = ((5 kg) * (9,8 m / s ^ 2)) / (0,94 m-0,65 m) k = 168,97 N / m