Como calcular a constante da mola usando a lei de hooke

Qualquer físico sabe que se um objeto se aplica uma força a uma mola, em seguida, a mola aplica uma força igual e oposta ao objeto. A lei de Hooke

dá a força de uma mola exerce sobre um objecto ligado a ele com a seguinte equação:

F = -kx

o sinal de menos mostra que essa força é na direção oposta da força que é esticar ou comprimir a mola. As variáveis ​​da equação são: F que representa a força, k que é chamado a constante da mola e medidas como duro e forte na primavera é, e X é a distância que a mola é esticada ou comprimida longe do seu equilrio ou posição de repouso.

Video: Força elástica em molas (Lei de Hooke) - Introdução

A força exercida por uma mola é chamado de restaurando force- ele sempre atua para restaurar a primavera para o equilíbrio. Na lei de Hooke, o sinal negativo na força da primavera significa que a força exercida pela mola opõe deslocamento da primavera.

Compreender molas e sua direção de força

Video: Força Elástica (Lei de Hooke) - Mãozinha em Física 006

A figura anterior mostra uma bola ligada a uma mola. Você pode ver que, se a mola não é esticada ou comprimido, exerce nenhuma força na bola. Se você empurrar a primavera, no entanto, ele empurra para trás, e se você puxar a primavera, ele puxa para trás.

A lei de Hooke é válida, desde que o material elástico você está lidando com estadias elásticas - isto é, ele permanece dentro de sua limite elástico. Se você puxar uma mola muito longe, ele perde sua capacidade elástica. Enquanto uma mola permanece dentro do seu limite elástico, você pode dizer que F = -kx. Quando uma mola permanece dentro do seu limite elástico e obedece à lei de Hooke, a mola é chamado de Primavera ideal.

Como encontrar a constante da mola (exemplo de problema)

Suponha-se que um grupo de designers de automóveis bate à sua porta e pergunta se você pode ajudar a projetar um sistema de suspensão. “Claro”, você diz. Eles informar que o carro terá uma massa de 1.000 quilogramas, e você tem quatro amortecedores, cada 0,5 metros de comprimento, para trabalhar. Quão forte é que as molas têm de ser? Assumindo que estes amortecedores usar molas, cada um tem de suportar uma massa de pelo menos 250 kg, que pesa o seguinte:

F = mg = (250 kg) (9,8 m / s²) = N 2450

Onde F é igual a força, m é igual à massa do objeto, e g é igual a aceleração devido à gravidade, 9,8 metros por segundo². A mola no amortecedor irá, no mínimo, tem que dar-lhe 2.450 newtons de força na compressão máxima de 0,5 metros. O que isso significa a constante da mola deve ser? A fim de descobrir como calcular a constante da mola, devemos lembrar que a lei de Hooke diz:

F = -kx

Agora, precisamos reformular a equação para que estamos calculando para a métrica faltando que é a constante da mola, ou k. Olhando apenas para as magnitudes e, portanto, omitindo o sinal negativo, você começa

Video: Física - Força Elástica: Lei de Hooke

Tempo para ligar nos números:

As molas utilizadas nos amortecedores devem ter constantes de flexão de pelo menos 4.900 newtons por metro. Os designers de automóveis sair correndo, em êxtase, mas você liga depois deles, “Não se esqueça, você precisa pelo menos o dobro, se você realmente quer que seu carro para ser capaz de lidar com buracos.”