THE lakisisäänkoukku toteaa, että kun jousen muoto muuttuu vahvuus ulkoinen, a vahvuusjoustava korjaavaa ainetta alkaa käyttää samasuunta ja mielessävastapäätä ulkoiseen voimaan. Tämä joustavuus puolestaan on vaihteleva ja riippuu jousen kärsimän muodonmuutoksen koosta.
Katsomyös:Fysiikan kaavatemppuja
Hooken laki ja elastinen voima
Mukaan Hooken laki, kun voimaa kohdistetaan jouselle, se pystyy deformoimaan jousen, minkä seurauksena jousi tuottaa ulkoista voimaa vastakkaisen voiman, nimeltään vahvuusjoustava. Tämä vahvuus kasvaa muodonmuutos keväällä. katso kaava käytetään laskemaan vahvuusjoustava:
Fhän - vetolujuus (N)
k - elastinen vakio (N / m)
x - jousen muodonmuutos (m)
Yllä olevassa kaavassa on mahdollista havaita a: n läsnäolo signaalinegatiivinen. Tämä merkki koskee mielessä joustovoimasta, joka on aina päinvastainen jousen (x) kärsimälle pituuden vaihtelulle. Jos tämä vaihtelu on positiivinen, voima on negatiivinen, eli on mielessävastapäätä.
Hooken lakikaavio
Yllä olevan kaavan perusteella voimme rakentaa kaavion, joka suhteuttaa elastisuusvoiman jousen muodonmuutosmoduuliin. Tällöin graafisella profiililla on seuraava profiili:
Analysoimalla yllä olevaa kaaviota voidaan havaita, että kun jouselle kohdistetaan 40 N voima, sen muodonmuutos on 0,5 m. Lisäksi jousivoiman moduuli on myös 40 N Newtonin kolmas laki, lain toiminta ja reaktio. Lasketaan vakiojoustava tämän kevään kysymys moduulin perusteella vahvuusjoustava.
Laskelma osoittaa, että vakiojoustava tänä keväänä on 80 N / m, mutta mitä se tarkoittaa? Seuraavaksi tuomme lyhyen aiheen, joka on omistettu elastiselle vakiolle ja sen merkitykselle.
Joustokumi vakio
THE vakiojoustava mittaa jousen jäykkyyden eli voiman, jota tarvitaan jousen kärsimiseen a muodonmuutos. Jousia, joilla on suuret elastiset vakiot, on vaikeampaa muodostaa, eli niiden pituuden vaihtelemiseksi on tarpeen käyttää suurempaa voimaa. Kimmovakio on a skalaarinen suuruusja sen mittayksikkö Kansainvälinen yksikköjärjestelmä, on N / m (newtonia metriä kohti).
Kuvittele, että a kevät sen kimmovakio on 800 N / m. Tämä jousi on puristettava tai venytettävä vähintään 800 N: n voimalla, jotta sen pituus muuttuu 1 m. Jos siis halusimme, että tämän jousen pituus vaihtelee 0,5 m, niin vaadittava vähimmäisvoima olisi 400 N.
Lue myös: Viisi vinkkiä fysiikan harjoitusten ratkaisemiseen
Jousen muodonmuutos tai venymä
THE muodonmuutos tai venymä on jousen pituuden vaihtelun mitta. Tässä mielessä se voidaan laskea ero välissä pituusLopullinen se on pituusalkukirjain keväällä. Kun jousi on alkuperäisessä koossaan, vapaana sitä deformoivien voimien vaikutuksesta, venymä ei ole.
x - jousen muodonmuutos (m)
LF - lopullinen jousen pituus (m)
L0 - jousen alkupituus (m)
Huomaa, että jos yllä olevassa kaavassa jousen lopullinen pituus (LF) on suurempi kuin alkuperäinen pituus (L0), muodonmuutos on positiivinen (x> 0); muuten, kun jousen lopullinen pituus on pienempi kuin alkuperäinen pituus, muodonmuutos on negatiivinen (x <0).
Katso myös:Seitsemän yleisintä fysiikan tutkimuksessa tehtyä virhettä
Ratkaisi harjoituksia Hooken laista
Kysymys 1) Jousen, jonka kimmovakio on 200 N / m, pituus on 20 cm. Ulkoisen voiman vaikutuksesta tämän jousen pituudeksi tulee 15 cm. Määritä jousen kohdistama elastisuusvoiman suuruus puristettuna 15 cm: llä.
a) 40 N / m
b) 10 N / m
c) 30 N / m
d) 15 N / m
e) 25 N / m
Sapluuna: kirjain B.
Jousen muodonmuutos mitataan sen alkuperäisen pituuden ja koon välisellä erolla ulkoisen voiman vaikutuksesta. Tässä tapauksessa jousen venymä on 5 cm tai 0,05 m. Tämän perusteella tehdään laskelmat:
Kysymys 2) 4 N: n voimalla puristettuna jousi muuttaa pituuttaan 1,6 cm (0,016 m). Tämän jousen joustovakio, N / m, on noin:
a) 6,4 N / m
b) 500 N / m
c) 250 N / m
d) 256 N / m
e) 12,8 N / m
Sapluuna: kirjain C.
Suoritetaan laskelma Hooken lain mukaan:
Kysymys 3) Merkitse vaihtoehto Hooken lailla matemaattisesti kuvatun joustavuusvoiman osalta OIKEA:
a) Mitä suurempi jousen joustavuusvakio, sitä vähemmän voimaa se tarvitsee muodonmuutokseen.
b) Elastinen voima on kääntäen verrannollinen jousen venymään.
c) Jouselle kohdistuva voima, joka muodostaa sen, on yhtä suuri kuin jousen aikaansaama elastinen voima.
d) Joustovoimalla on suurin arvo, kun jousi on alkuperäisessä muodossaan.
e) Jousivakio on skalaarinen määrä mitattuna newtoneina / gramma.
Sapluuna: kirjain B.
Katsotaanpa vaihtoehtoja:
) väärennös: Kuinka paljon pienempi on jousen joustovakio, sitä vähemmän voimaa se tarvitsee muodonmuutokseen.
B) väärennös: Elastinen lujuus on suoraan verrannollinen jousen pidentymiseen.
c) Totta.
d) väärennös: Joustavalla lujuudella on arvo Minimi kun jousi on alkuperäisessä muodossaan.
ja) väärennös: Jousen elastinen vakio on skalaarinen määrä mitattuna newtoneina per metro.
Kirjailija: Rafael Hellerbrock
Fysiikan opettaja
