Πώς να Εφαρμόστε τον νόμο του Hooke για να φτιάξετε τη δική σας Άνοιξη Κλίμακα

Νόμος του Hooke αναφέρει ότι όταν τεντώσει ένα ελατήριο , θα ασκήσει μια δύναμη επαναφοράς ( τραβήξτε προς τα πίσω κατά το τέντωμα ) σε γραμμική αναλογία με την απόσταση που θα τεντώσει . Σε μορφή εξίσωσης , είναι F = -kx , όπου F = η δύναμη επαναφοράς , χ = η απόσταση η συμβολοσειρά τεντώνεται , και k = η σταθερά του ελατηρίου ( ένας αριθμός που εξαρτάται από τις ιδιότητες του υλικού του ελατηρίου ) . Το αρνητικό πρόσημο σημαίνει ότι τα αποκαταστήσει τα σημεία δύναμη στην αντίθετη κατεύθυνση από το τέντωμα . Επειδή κάθε δράση έχει μια ίση και αντίθετη αντίδραση ( Νεύτωνα Νόμος της κίνησης ) , νόμος του Hooke σημαίνει , επίσης, το ποσό της δύναμης με την οποία μπορείτε να τραβάτε σε ένα ελατήριο είναι ευθέως ανάλογη με την απόσταση που θα τεντώσει ( F = kx ) . Με άλλα λόγια , αν μπορείτε να τραβάτε ένα ελατήριο δύο φορές πιο σκληρά , θα τεντώσει δύο φορές ως τώρα .



Αν κρεμάσετε ένα αντικείμενο από το τέλος της άνοιξης , η δύναμη της βαρύτητας σε αυτό το αντικείμενο θα τραβήξει την άνοιξη . Δεδομένου ότι η έλξη της βαρύτητας σε ένα αντικείμενο, είναι ανάλογη με τη μάζα του , μπορείτε να εφαρμόσετε νόμο του Hooke για να καταλάβω τη μάζα ενός αντικειμένου με κρέμονται από μια πηγή - να προβεί στη δική σας την άνοιξη scale.Things Θα πρέπει
Metal άνοιξη
Screw μάτι
Hook και turnbuckle μάτι
πένσα
Δράπανο
Τρυπάνι ελαφρώς μικρότερο από τη διάμετρο της βίδας - eye - threaded τέλος
2 - από - 4 - ίντσας
Δύο sawhorses ή πίνακες
Ένα μικρό αντικείμενο του οποίου η μάζα που ήδη γνωρίζετε
αντικείμενο της άγνωστης μάζας
Χάρακας
μολύβι ή στυλό
Χαρτί
Η Εμφάνιση Περισσότερες οδηγίες
Κατασκευή
Η 1

Ανοίξτε μια μικρή τρύπα μίζα κοντά στο κέντρο της ένα ευρύ πλευρά της 2 - από - 4 - ίντσας , χρησιμοποιώντας το τρυπάνι και τρυπάνι . 2

βιδώστε τη βίδα μάτι στη μίζα τρύπα με το χέρι . Σφίξτε με το χέρι όσο θα πάει . Σφίξτε τις πένσες επάνω βίδα μάτι και προσεκτικά σφίξτε την βίδα μάτι λίγο περισσότερο .
Εικόνων 3

Στερεώστε το ένα άκρο του μεταλλικού ελατηρίου στη βίδα μάτι , με κάμψη γύρω από τη βίδα μάτι χρησιμοποιώντας οι πένσες .
Η 4

Στερεώστε το μάτι τέλος του γάντζου και τα μάτια turnbuckle στο ελεύθερο άκρο του ελατηρίου , και πάλι από την κάμψη του ελατηρίου γύρω από το μάτι με την πένσα .
5

Υποστηρίξτε το διοικητικό συμβούλιο είτε τέλος με τις sawhorses ή πίνακες , έτσι ώστε το ελατήριο κρέμεται προς τα κάτω από την βίδα μάτι .
εικόνων Calibration
Η 6

Μετρήστε το μήκος από την άνοιξη , ενώ κρέμεται προς τα κάτω μόνο με το γάντζο και τα μάτια εντατήρα επισυνάπτεται . Γράψτε κάτω από το μήκος .
Η 7

Κρεμάστε το μικρό αντικείμενο της γνωστής μάζας από την πλευρά γάντζο του εντατήρα . Περιμένετε για την άνοιξη για να σταματήσει να κινείται . Μετρήστε το μήκος του ελατηρίου και πάλι με τη μικρή μάζα που επισυνάπτεται . Γράψτε κάτω από το μήκος του ελατηρίου και τη μάζα του αντικειμένου . Απομακρύνετε το αντικείμενο από το γάντζο . Καλής ποιότητας 8

Υπολογίστε το βάρος του αντικειμένου . W = mg : το βάρος ισούται με μάζα επί την επιτάχυνση της βαρύτητας . Από τη γήινη επιφάνεια , g = 9,8 m /s ^ 2 . Το βάρος που δίνει ο όρος δύναμης ( F ) στο νόμο του Hooke .
Η 9

Υπολογίστε τη διαφορά στο μήκος του ελατηρίου με και χωρίς μάζα που επισυνάπτεται . Αυτή η διαφορά είναι η μετατόπιση ( x ) όρος σε νόμο του Hooke .
Η 10

Βάλτε μετρούμενες τιμές σας για το F και x στο νόμο εξίσωση του Hooke , η F = kx . ( Το αρνητικό πρόσημο δεν περιλαμβάνεται εδώ , επειδή η δύναμη και η μετατόπιση είναι στην ίδια κατεύθυνση . ) Επίλυση για το άγνωστο k. Γράψτε την τιμή του k .
Εικόνων Χρησιμοποιώντας την άνοιξη Κλίμακα
Η 11

Κρεμάστε ένα αντικείμενο άγνωστης μάζας από το άγκιστρο του εντατήρα .
Η 12

Μετρήστε το μήκος του ελατηρίου με αυτό το αντικείμενο που επισυνάπτεται. Γράψτε κάτω από το μήκος του ελατηρίου .
Η 13

Υπολογίστε τη διαφορά στο μήκος του ελατηρίου με το αντικείμενο που επισυνάπτεται , και το μήκος του ελατηρίου χωρίς αντικείμενο επισυνάπτεται . Αυτή η διαφορά θα είναι ο όρος μετατόπιση ( x ) στην εξίσωση του νόμου του Hooke.
Η 14

Βάλτε μετρούμενη τιμή σας για το x , και προηγουμένως υπολογιζόμενη αξία σας για το k , στην εξίσωση του νόμου του Hooke, ( F = kx ) . Λύστε για το άγνωστο F. Γράψτε την τιμή του F. Αυτό είναι το βάρος του αντικειμένου .
Η 15

Μετατρέψτε το βάρος σε μάζα χρησιμοποιώντας την εξίσωση W = mg . Βάλτε το μετρούμενο βάρος σας από το αντικείμενο για το W , και η σταθερή τιμή της g στην επιφάνεια της Γης , 9,8 μέτρα /δευτερόλεπτο ^ 2 . Λύστε αυτό για το άγνωστο m . Αυτό σας δίνει τη μάζα του αντικειμένου .
Εικόνων