发布时间:2023-04-06 点此:37次
弹性系数k=F/s 也就是拉伸单位长度或压缩单位长度所用的力 常用单位有N/M N/CM等 很容易记住 还有一种就是用能量来解,1/2kx^2=W 其中W是外力对弹簧所做的功,只要测出变化的长度X就可以算出K了
弹簧的弹力计算公式:F=-kx,其中:k是弹性系数,x是形变量。
弹簧常数k
弹簧的伸长和回复力之间关系的“大小”封装在弹簧常数k的值中。
弹簧常数显示将弹簧(或一片弹性材料)压缩或伸展给定距离需要多少力。
如果考虑单位的含义,或者检查胡克定律公式,您会发现弹簧常数的作用力单位是距离,因此,SI单位是牛顿/米。
弹簧常数的值对应于所考虑的特定弹簧(或其他类型的弹性物体)的属性。 较高的弹簧常数意味着较难拉伸的较硬弹簧(因为给定位移x ,合力F将较高),而较容易拉伸的较松散的弹簧将具有较低的弹簧常数。 简而言之,弹簧常数表征了所讨论弹簧的弹性特性。
弹性势能是另一个与胡克定律有关的重要概念,它表征了弹簧在拉伸或压缩时存储在弹簧中的能量,当释放弹簧时,弹簧可以施加恢复力。 压缩或拉伸弹簧会将赋予的能量转换为弹性势,释放弹簧时,弹簧返回其平衡位置时,该能量会转换为动能。
胡克定律的方向
毫无疑问,您会注意到胡克定律中的减号。
与往常一样,“正”方向的选择最终始终是任意的(您可以将轴设置为沿任意方向运行,并且物理原理完全相同),但是在这种情况下,负号是请注意,这种力量是一种恢复力量。 “回复力”是指该力的作用是使弹簧返回其平衡位置。
如果您将弹簧末端的平衡位置(即未施加力的“自然”位置)称为x = 0,则伸展弹簧将产生正x ,力将沿负方向作用(即回到x = 0)。
另一方面,压缩对应于x的负值,然后力沿正方向作用,再次朝着x =0。无论弹簧的位移方向如何,负号均表示力将其向后移动在相反的方向。
当然,弹簧不必沿x方向移动(您也可以用y或z代替地写胡克定律),但是在大多数情况下,涉及定律的问题是一维的,这称为x为方便起见。
弹性势能方程
如果您想学习使用其他数据来计算k ,那么弹性势能的概念(与本文的弹簧常数一起引入)非常有用。 弹性势能方程将位移x和弹簧常数k与弹性势能PE el相关联 ,并且其基本形式与动能方程相同:
PE {el} = \ frac {1} {2} kx ^ 2
作为能量的一种形式,弹性势能的单位是焦耳(J)。
弹性势能等于完成的功(忽略热量损失或其他浪费),如果您知道弹簧的弹簧常数,则可以根据弹簧拉伸的距离轻松地计算出弹性势能。 类似地,如果您知道拉伸弹簧的工作量(因为W = PE el )以及弹簧被拉伸了多少,则可以重新安排该方程式以找到弹簧常数。
弹力的方向与物体形变方向相反的情况
(1)轻绳的弹力方向沿绳指向绳收缩的方向。
(2)压力、支持力的方向总跟接触的面垂直,面与面接触,点与面接触,都是垂直于面;点与点的接触要找两接触点的公切面,弹力垂直于这个公切面指向被支持物。
(3)二力杆件(即只有杆的两端受力,中间不受力(包括杆本身的重力也忽略不计),叫二力杆件),弹力必沿杆的方向。一般杆件,受力较为复杂,应根据具体条件分析。
(4)杆:弹力方向是任意的,由它所受外力和运动状态决定。
弹簧系数k的计算公式是F=kx。
劲度系数,即倔强系数(弹性系数),它描述单位形变量时所产生弹力的大小,k值大,说明形变单位长度需要的力越大。
劲度系数又称刚度系数或者倔强系数。
劲度系数在数值上等于弹簧伸长(或缩短)单位长度时的弹力。
弹簧
弹簧是一种利用弹性来工作的机械零件。用弹性材料制成的零件在外力作用下发生形变,除去外力后又恢复原状。亦作“ 弹簧 ”。
一般用弹簧钢制成。弹簧的种类复杂多样,按形状分,主要有螺旋弹簧、涡卷弹簧、板弹簧、异型弹簧等。
F=kx,F为弹力,k为劲度系数(或倔强系数),x为弹簧拉长(或压短)的长度。
例1:用5N力拉劲度系数为100N/m的弹簧,则弹簧被拉长5cm。按受力性质,弹簧可分为拉伸弹簧、压缩弹簧、扭转弹簧和弯曲弹簧,按形状可分为碟形弹簧、环形弹簧、板弹簧等。
弹簧弹力公式是F=-kx,其中k是弹性系数,x是形变量,物体受外力作用发生形变后,若撤去外力,物体能恢复原来形状的力,叫作“弹力”,它的方向跟使物体产生形变的外力的方向相反。弹力是接触力,弹力只能存在于物体的相互接触处,但相互接触的物体之间,并不一定有弹力的作用。
因为弹力的产生不仅要接触,还要有相互作用。
弹簧发生弹性形变时,在弹性限度内,弹力的大小跟弹簧伸长(或缩短)的长度成正比。
下一篇:弹簧支吊架主要有哪些标准