معماری

گزارشکار محاسبه ی ثابت فنر

آزمايش : محاسبه ی ثابت فنر

هدف:آشنایی با چگونگی اندازه گیری ثابت فنر

وسایل لازم: نیروسنج ،فنر، میله و گیره، خط کش،وزنه های مختلف

تئوري:

از مکانیک تحلیلی می‌‌دانیم که هرگاه یک فنر تحت تأثیر یک نیروی کشش قرار گیرد، طول فنر اضافه می‌‌شود. این افزایش طولی تا جائی که از حد کشسانی تجاوز نکند، با نیروی کشش متناسب است. آنچه گفتیم بیان قانون هوک است. یعنی اگر فنری را یک انتهای آن به جایی محکم شده است، اندکی بکشیم، در این صورت طول فنر افزایش پیدا می‌‌کند. اگر مقدار افزایش طول فنر را برابر x بگیریم، در این صورت بر اساس قانون هوک اگر نیروی کشش F باشد، باید F = kx باشد که در آن k ثابت تناسبی است که ثابت فنر نامیده می‌‌شود.

از طرف دیگر ، نیروی هوک در خلاف جهت افزایش طول فنر وارد می‌‌شود (این نیرو می‌خواهد فنر را به حالت اولیه خود برگرداند بنابراین بهتر است که این رابطه را بصورت F = -kx نشان دهیم. قابل توجه است که مقدار افزایش طول فنر نباید بیشتر از حد کشسانی فنر باشد، چون در این صورت قانون هوک صادق نخواهد بود. اگر چنانچه بجای کشیدن فنر ، آن را فشرده کنیم، باز نیروی هوک (F) وجود دارد و این بار ، این نیرو سعی می‌‌کند که فنر را از حالت فشرده به حالت اولیه خود بازگرداند.

در اواسط قرن هفدهم، هوك كشف كرد كه میزان كشیدگی فنر در هر دو حالت جابجایی كه منجر به انبساط یا انقباض فنر شود با میزان این جابجایی متناسب است. نیروی اعمال شده از طرف یك فنر كشیده شده به وسیله قانون هوك با رابطه زیر داده می‌شود:

در این رابطه مقداری ثابت است كه ثابت فنر نامیده می‌شود و جابجایی انتهای فنر از وضعیت تعادل آن است. بزرگی بطور خطی با جابجایی افزایش می‌یابد. علامت منفی نشانگر آن است كه نیروی بازگرداننده است. یعنی نیروی فنر همواره در جهتی است كه مایل است فنر را به طول اولیه بازگرداند. نیرویی كه از قانون هوك پیروی می‌كند، نیروی بازگرداننده خطی است.

اگر فنر توسط نیروی به صورت كشیده در آمده باشد؛ آنگاه منفی و جهت آن به طرف مبدأ است. (به شكل نگاه كنید.

اگر فنر توسط فشرده شده باشد،‌ آنگاه و مثبت است.

 

متن کامل در فایل زیر:قیمت 1000 تومان

RIAL 10,000 – ثابت فنر

پاسخ دهید