Legge di Hooke Stati che quando si tratto di una molla, eserciterà una forza di ripristino (tirare indietro contro il tratto) in lineare proporzione alla distanza si allungarlo. In forma di equazione, è F = - kx, dove F = la ripristinazione forza, x = la distanza che la stringa è allungata e k = costante di primavera (un numero che dipende dalle proprietà del materiale della molla). Il segno negativo significa che i ripristino punti di forza in direzione opposta dal tratto. Perché ogni azione ha un piano di parità e di fronte alla reazione (di Newton terza legge del moto), la legge di Hooke significa anche la quantità di forza con cui si tira su una molla è linearmente proporzionale alla distanza si estenderà (F = kx). In altre parole, se si tira una molla due volte più duro, allungherà due volte più lontano.
Se appendere un oggetto dall'estremità di una molla, la forza di gravità su tale oggetto tirerà sulla molla. Poiché la forza di gravità su un oggetto è proporzionale alla sua massa, è possibile applicare la legge di Hooke per capire la massa di un oggetto da appeso da una molla - facendo la propria scala di primavera.
Istruzioni
Costruzione
• Praticare un foro piccolo antipasto vicino al centro di un lato largo del bordo da 2 x 4 pollici, con il trapano e trapano.
• Avvitare a mano l'occhio della vite nel foro starter. Serrare a mano, per quanto andrà. Le pinze sul occhio vite di serraggio e serrare con cautela l'occhio di vite un po' di più.
• Fissare un'estremità della molla in metallo per l'occhio di vite, piegando intorno all'occhio di vite utilizzando le pinze.
• Fissare nuovamente le estremità dell'occhio dell'arridatoio gancio all'estremità libera della molla, piegando la primavera intorno all'occhio con le pinze.
• Assiste il Consiglio alle due estremità con i cavalletti o tabelle, così che la primavera è appeso giù dall'occhio di vite.
Calibrazione
• Misurare la lunghezza della molla mentre è appeso giù con solo il tenditore del gancio e attaccato. Annotare la lunghezza.
• Appendere il piccolo oggetto di massa nota dalla parte gancio dell'arridatoio. Attendere che la molla sia fermato. Misura la lunghezza della molla con la piccola massa fissata ancora. Annotare la lunghezza della molla e la massa dell'oggetto. Rimuovere l'oggetto dal gancio.
• Calcolare il peso dell'oggetto. W = mg: peso uguale a volte massa accelerazione di gravità. Sulla superficie della terra, g = 9,8 m/sec ^ 2. Il peso si dà il termine della forza (F) nella legge di Hooke.
• Calcolare la differenza in lunghezza della molla con e senza la massa associata. Questa differenza è il termine di spostamento (x) nella legge di Hooke.
• Mettere i valori misurati per F e x nell'equazione di legge di Hooke, F = kx. (Il segno negativo non è incluso qui, perché la forza e lo spostamento sono nella stessa direzione.) Risolvere per il k. sconosciuto scrittura verso il basso il valore di k.
Utilizzando la scala di primavera
• Appendere un oggetto di massa sconosciuta dalla fine gancio dell'arridatoio.
• Misurare la lunghezza della molla con questo oggetto collegato. Annotare la lunghezza della molla.
• Calcolare la differenza in lunghezza della molla con l'oggetto collegato e la lunghezza della molla con alcun oggetto associato. Questa differenza sarà il termine di spostamento (x) nell'equazione di legge di Hooke.
• Inserire il valore misurato per x e il valore precedentemente calcolato per k, di equazione di legge di Hooke (F = kx). Risolvere per la scrittura di F. sconosciuto giù il valore f. Questo è il peso dell'oggetto.
• Convertire il peso in massa utilizzando l'equazione W = mg. mettere nel tuo peso misurato dell'oggetto per W e il valore costante di g sulla superficie terrestre, 9,8 metri al secondo ^ 2. Per risolvere questo problema per il m. sconosciuta. Questo ti dà la massa dell'oggetto.
Consigli & Avvertenze
- Assicurarsi che le unità che tutti d'accordo quando si sta facendo la matematica. Si consiglia di scrivere le unità in modo esplicito quando si sono facendo i calcoli.
- Indossare occhiali di protezione durante la perforazione.
- Non appendere oggetti molto pesanti o fragili dal dinamometro. Oggetti molto pesanti potrebbero estrarre la molla fuori dal tavoliere o persino rompere il Consiglio. Se la primavera arriva fuori dal Tavoliere, l'oggetto cadrà a terra.