Come discusso in Halliday e "Fondamenti di Physcis" di Resnick, la legge di Hooke afferma che la formula riguardanti la forza di una molla esercita, in funzione del suo spostamento dalla sua lunghezza di equilibrio, è forza F = - kx. x qui è una misura dello spostamento dell'estremità libera della molla dalla sua posizione scaricata, atone. k è una costante di proporzionalità chiamata la "rigidità" ed è specifico per ogni molla. Il segno meno davanti è perché è la forza che la molla esercita una forza di "ritorno", che significa che si oppone il senso dello spostamento x, nel tentativo di riportare la primavera nella sua posizione scaricata. L'equazione di primavera di solito vale per spostamento x in entrambe le direzioni - sia dilatazione e compressione cilindrata..--anche se ci possono essere eccezioni. Se non sai k per una specifica sorgente, è possibile calibrare la primavera con un peso di massa nota.
Istruzioni
• Determinare la posizione dell'estremità libera della molla, se appeso liberamente..--sua altra estremità applicata su qualcosa di solido come un muro.
• Decidere quale spostamento x dalla posizione di equilibrio si desidera conoscere la molla forza, si misura in metri.
• Moltiplicare x di -k per trovare la forza che la molla esercita per cercare di tornare alla sua posizione di equilibrio. Se x è in metri e k è espressa in chilogrammi al secondo-squared, quindi forza F è in Newton, l'unità SI per forza.
Se non sai k, procedere al passaggio successivo per determinarlo.
• Trovare k costante di proporzionalità della molla appendendo un peso di massa m. noto, preferibilmente in chilogrammi, dall'estremità libera della molla, dopo posizionandola verticalmente. Dallo spostamento risultante, è possibile determinare k dalla relazione k = -mg / x, dove g è l'accelerazione gravitazionale costante 9.80 m/s ^ 2, dove l'accento circonflesso ^ indica l'elevamento a potenza.
Ad esempio, se si sposta la molla x = 5 centimetri sotto un carico di 5 kg, quindi k = - 5 kg x 9,80 m/s ^ 2 / (-0.05 m) = 980 kg/s ^ 2. Così poi successivamente potete risolvere per la sua forza di ripristino F quando lo spostamento x è, diciamo, 10cm, come indicato di seguito F = (kg/s^2)(0.10m)-980 = -9,8 Newton.
Consigli & Avvertenze
- La formula è esatta solo fino a un punto. Per grande x non sarà accurato. Spostamento x in entrambe le direzioni non effettuerà necessariamente la stessa grandezza di ripristinare la forza, per esempio se le spire della bobina della molla sono strettamente legate in posizione rilassata, di equilibrio.