Vedru jõu määratlus, valemid, energia, vooluahelad ja näited
Haridus. Co ID - Peaaegu iga päev näeme inimesi, kes teevad tegevusi seal, kus on olemas vedrujõud või isegi teeme seda ise, kuid me ei saa sellest aru. Allpool on toodud vedru jõu tähenduse selgitus ja ka näited.
Kevadjõu määratlus
Definitsioon Vedrujõud on vedru põhjustatud tõmbejõud. Kui kummipael on venitatud ja vedru venitatud või kokku surutud, rakendatakse objektile jõudu, mis seda venitab või kokku surub. Ilmuvat jõudu nimetatakse vedrujõuks.
See vedrujõud tekib vedru / kummiriba elastsuse / elastsuse tõttu. Seda elastset omadust omab objekt, mis muutub pärast selle vabastamist kuju tagasi oma algsesse olekusse. Kuna vedrujõud on tingitud selle elastsest olemusest
või vedru või kummiriba elastsust, nimetatakse vedru jõudu ka elastseks jõuks või elastseks jõuks.
See vedrujõud tekib alati elastsetes esemetes, mille kuju on muutunud. Näiteks tekib vedrujõud painutatud bambusest või tõmmatud noolest. Seda vedrujõudu kasutatakse muu hulgas vibratsiooni mõju vähendamiseks ebatasastel teedel, näiteks mootorratastel, autodel, keikkadel või jalgratastel.
Kevadjõudude valem
1678. aastal esitas Robert Hooke vedrujõu teooria, mille tekst on "Kui vedrul on see" Kui mõjub väline jõud, siis selle kevade pikkus suureneb proportsionaalselt rakendatud jõu suurusega antud ". Seda väidet tuntakse kui Hooke'i seadust. Matemaatiliselt öeldakse Hooke'i seadus järgmiselt.
F = kx
Teave:
F: raskusjõud ehk vedrujõud või vedrule mõjuv jõud
k: kevadkonstant
x: pikkuse suurenemine
Potentsiaalne energia kevadel
Vedrule, millele antakse jõudu, mida tõmmatakse või ka surutakse, on potentsiaalne energia (energia asukoha tõttu). vedru tõmbamiseks rakendatakse jõudu F nii, et selle pikkus suureneks x võrra, mis võrdub potentsiaalse energia muutusega kevad. Heitke pilk allpool olevale F ja delta x seose graafilisele kujutisele:
Varjutatud põhjaosa on töö, mis võrdub potentsiaalse energia muutusega. Seega saab potentsiaalse energia arvutamiseks sõnastada:
Kevadring
Nii nagu takistust, saab ka seda vedru kokku panna või nimetada vedruringiks. Selle vedruringi kuju määrab kogu vedrukonstandi väärtuse, mis määrab lõpuks vedru jõu enda väärtuse.
Seeria vedruring
Kui vooluahel on järjestikku, on vedru üldkonstant:
Kui seal on n ühesugust vedrut (k konstant), on kogukonstandi valem Ks = K / n
Paralleelne vedruring
Kui vedrude jada on paralleelne, võrdub summaarne konstant kõigi paralleelselt paigutatud vedrukonstandide summaga, nimelt Ks = K1 + K2 +… + Kn
Kevadstiili näide
Allpool tuuakse näide vedrujõust, mida saab hõlpsasti harjutada,
Tööriistad ja materjalid:
- Kummist käevõru
- Kustutuskumm
- Kevad
- Marmorid
- Valitseja
- Münt
Tööetapid:
- Pange joonlaud laua servale, seejärel vajutage vasaku käega joonlaua A otsa. pärast seda pange münt B otsa, seejärel vajutage seda parema käe sõrmega ja vabastage see.
- Haakige kummipael vasaku käe nimetissõrme ja keskmiste sõrmedega. Pärast seda kummipael kahe sõrme vahel kummiribal. Tõmmake ja vabastage.
- Pange põrandale vedru, mille ots A toetub seinale. Seejärel pange marmor B otsa külge. Vajutage ja vabastage ka
Eespool toodud näite tulemuste põhjal võib järeldada, et:
Tõmbe või tõuke kujul olevat jõudu, mis ilmub venitatud joonlauale, venitatud kummipaelale ja kokkusurutud vedrule, nimetatakse vedrujõuks. See vedrujõud tekib eseme elastsuse tõttu, näiteks vilgukujulised joonlauad, kummiribad ja vedrud.
Näited kevadjõudude probleemidest
Allpool on toodud mõned näited vedrujõu küsimustest järgmiselt:
Küsimus 1:
Vedru 50–45 cm pikkuseks kokkusurumiseks on vaja 4,5 N jõudu. Arvutage vedru konstant k
Lahendus:
On tuntud:
F = 4,5 N
x = 50-45 = 5 cm
Küsis: k…?
Vastus:
F = kx
4,5 = k. 5
k = 4,5 / 5
k = 0,9 N / cm = 90 N / m
2. küsimus:
Paralleelselt on paigutatud kolm identset vedrut elastsete konstantidega 95 N / m. Mis on vooluahela asendusvedru konstant?
Lahendus:
On tuntud:
k1 = k2 = k3 = 95 N / m
Küsiti: kp…?
Vastus:
kp = k1 + k2 + k3
kp = 95 + 95 + 95
kp = 255 285 N / m
3. küsimus:
Kolmel vedrul on vedrukonstandid vastavalt 100 N / m, 200 N / m ja 400 N / m. Kui kolm vedru on järjestikku ühendatud, siis milline on vedru konstant asendamiseks?
Lahendus:
On tuntud:
k1 = 100 N / m
k2 = 200 N / m
k3 = 400 N / m
Küsis: ks ???
Vastus:
1 / ks = 1 / k1 + 1 / k2 + 1 / k3
1 / ks = 1/100 + 1/200 + 1/400
1 / ks = (4 + 2 + 1) / 400
1 / ks = 7/400
ks = 400/7
ks = 57,1 N / m
Nüüd on see lühike selgitus vedru jõu, valemite, energia, vooluahelate ja näidete määratluse kohta, loodetavasti võib ülalkirjeldatu teile kasulik olla.
Vaata kaSotsioloogia mõistmine ekspertide sõnul ning selle ajalugu, omadused ja ulatus
Vaata kaNarkootiliste, psühhotroopsete ja sõltuvust tekitavate ainete määratlus ja näited
Vaata kaKontori halduse, funktsioonide, eesmärkide ja ulatuse mõistmine