Como encontrar a fórmula da constante elástica. Estudando as leis da dinâmica

AJUDE-ME, POR FAVOR. ___ 1. Uma mola não deformada, cujo coeficiente de rigidez é de 40 N / m, foi comprimida em 5 cm. Qual era o potencial

qual é a energia da mola?

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AJUDE-ME, POR FAVOR. ___ 1. Uma mola não deformada, cujo coeficiente de rigidez é de 40 N / m, foi comprimida em 5 cm.

energia potencial da mola?

2. Um corpo com massa de 5 kg está localizado a uma altura de 12 m acima do solo. Calcule sua energia potencial:

a) em relação à superfície da terra;

b) em relação ao telhado do edifício, cuja altura é de 4 m.

___
3. Uma mola de dinamômetro não deformada foi esticada em 10 cm e sua energia potencial tornou-se 0,4 J. Qual é o coeficiente de rigidez da mola?

Duas molas elásticas, sob a ação de forças aplicadas a elas, alongaram-se na mesma proporção. Uma força foi aplicada à primeira mola, com rigidez k1

100 N, e ao segundo, com rigidez k2, - 50 N. Como se comparam as rigidezes das molas?

1) converter para si 2,5 t 350mg 10,5g 0,25t 2) é necessário determinar a rigidez da mola do dinamômetro se a distância entre

divisões 0 e 1 de sua escala é de 2 cm.

k=......................

qual é o valor da força da gravidade agindo sobre a carga

G=.........................

3) para esta tarefa, você precisa de uma solução completa para determinar o peso de um astronauta com massa de 100 kg, primeiro na lua e depois em Marte

4) é necessário determinar o alongamento absoluto da mola com rigidez de 50 N/m se

é acionado com uma força de 1 n e b) um corpo de massa 20 g é suspenso dele

5) um astronauta, estando na lua, pendurou uma barra de madeira com massa de 1 kg em uma mola. a mola se alongou em dois cm, então o astronauta, usando a mesma mola, puxou uniformemente a barra ao longo da superfície horizontal. neste caso, a mola foi alongada em 1 cm

estar determinado

rigidez da mola ........................

a magnitude da força de atrito ..........

quantas vezes a força de atrito poderia ser maior se o experimento fosse realizado em Marte

por favor preciso em 4 horas eu imploro

6. Qual é a rigidez da mola se uma força de 2 N a esticou em 4 cm?

7. Se o comprimento da mola espiral for reduzido em 3,5 cm, ocorre uma força elástica igual a 1,4 kN. Qual será a força elástica da mola se seu comprimento for reduzido em 2,1 cm?
8. Ao abrir a porta, o comprimento da mola da porta aumentou 0,12m; a força elástica da mola é ao mesmo tempo 4 N. Para qual alongamento da mola a força elástica é igual a 10 N?
9. Uma força de 30 N estica a mola em 5 cm. Que força alongará a mola em 8 cm?
10. Como resultado do alongamento de uma mola não deformada de 88 mm de comprimento, até 120 mm, surgiu uma força elástica igual a 120 N. Determine o comprimento dessa mola quando a força que atua sobre ela é de 90 N.
ele está em equilíbrio.

Instrução

Preste atenção ao fato de que quando surge uma força, busca restaurar o original e a forma do corpo dado. Essa força é causada pela ação eletromagnética que ocorre entre os átomos e as moléculas da substância da qual a mola é feita. Essa força é chamada de força elástica. A forma mais simples - e compressão.

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Nota

Tenha muito cuidado ao manusear a mola. Ela, tentando se endireitar, a qualquer momento pode "atirar" em uma direção imprevisível e causar ferimentos.

Força gravidade- esta é uma força que mostra o grau de atração do corpo pela Terra sob a força de sua gravidade. Depende diretamente do peso corporal. Calcular força gravidade bastante fácil.

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Nota

1) O valor de g varia ligeiramente em diferentes partes do mundo. Por exemplo, em Moscou g = 9,8154 m/s² e no Cairo g = 9,79317 m/s².
2) Vale a pena notar que a aceleração da queda livre (como consequência, e a força da gravidade) depende de:
- Massas do planeta;
- O raio do planeta dado;
- A altura do corpo acima da superfície do planeta;
- Localização geográfica no planeta - na Terra, no equador g = 9,78 m/s² e no pólo 9,83 m/s²;
- Da presença de minerais. Por exemplo - minério de ferro, que possui propriedades magnéticas pronunciadas.

Conselho util

1) Apesar de g ser um valor constante, g = 9,81 m/s² é usado para cálculos técnicos.
2) Se estamos falando de medir o peso de um corpo, então numericamente é igual à força da gravidade.
3) Muitas vezes, quando o corpo se encontra sobre algum tipo de suporte, leva-se em consideração a chamada “força de resistência do suporte”. É diretamente proporcional à força da gravidade, e depende também das características físicas do próprio suporte, ao qual se aplica a força da gravidade de um determinado corpo.

Molas- este é um componente da suspensão do carro, que protege o carro não só das irregularidades da estrada, mas também proporciona a altura desejada da carroceria acima da estrada, o que afeta muito a dirigibilidade, conforto e capacidade de carga do veículo. Como resultado dos testes para cada carro, a melhor rigidez molas de suspensão para determinadas condições de condução.

Instrução

Quando ocorrem "avarias", a suspensão é considerada muito mole. Em tais situações, os motoristas ficam instáveis. Idealmente, a força da mola deve ser igual a um valor que evite o rolamento excessivo da carroceria.
Molas mais rígidas são exigidas por carros preparados para corridas. Em diferentes tipos de corridas de um mesmo carro, envolve a instalação de molas com diferentes rigidez Yu. Ao passar por qualquer curva, preste atenção ao rolamento da carroceria, que, com molas devidamente selecionadas, não deve ser superior a dois ou três graus.

Para a suspensão dianteira e traseira, selecione as molas de acordo com a rigidez em pares. No entanto, não é possível atingir imediatamente a altura de suspensão desejada, pois a mola encolhe e pode “perder” no momento, o que é muito ruim. Isso se deve à falta de capacidade de carga mesmo em compressão total, mas com rigidez yu, proporcionando a altura desejada da suspensão. É sempre fácil determinar: entre as bobinas da mola deve haver uma folga inferior a 4 mm.

Escolha molas de modo que, quando preenchidas, a folga entre as bobinas das molas seja ligeiramente superior a 6,5 ​​mm. É aconselhável instalar as molas mais macias, embora elas rolem o carro dentro de limites aceitáveis. Geralmente é incorreto usar molas rígidas, pois elas reduzem a rolagem do carro, melhorando a dirigibilidade.

Verificar rigidez molas de acordo com o código do produto ou de acordo com as marcas aplicadas (por estampagem ou pintura). Defina também rigidez as molas podem ser usando balanças de mão, de chão e uma régua de medição em quilogramas por centímetro.
Um bloco de madeira (espessura não inferior a 12 mm) de uma área de extremidade maior da mola é colocado em balanças de piso doméstico e uma mola é instalada no topo. Em seguida, um segundo pedaço de madeira e o comprimento da mola são colocados em cima da mola. Usando uma prensa, a mola é comprimida até um determinado valor (por exemplo, 30 mm) e as leituras das escalas são feitas, calculando assim rigidez.

Nota

A força de pressão na mola é medida de acordo com as leituras das escalas, mas esse método de determinar a rigidez das molas é perigoso, pois a mola pode voar uma distância bastante grande.

O que os motoristas vão para melhorar a qualidade do passeio. Entre os muitos truques engenhosos, há também uma mudança na distância ao solo inerente ao design do carro. Isso pode ser feito alterando o tamanho do parafuso nascentes amortecedor, ou seja, simplesmente falando, cortando-o. Você pode realizar essa "intervenção cirúrgica" por conta própria. O principal é pensar cuidadosamente sobre as consequências de tal operação.

Você vai precisar

  • - rebarbadora ("búlgara");
  • - serra para metal;
  • - um jogo de chaves de carro.

Instrução

Decidindo realizar a poda à força, primeiro livre nascentes removendo o suporte. Apoie cada lado do carro por sua vez com um macaco. Desconecte as rodas. Remova os parafusos que prendem a parte inferior do rack. Depois dessa desconexão nascentes. Dobre todos os fixadores cuidadosamente em um só lugar, depois de limpá-los da sujeira.

Decida quanto você precisa cortar nascentes. Para isso, consulte um especialista em serviços automotivos. Para alterar significativamente a folga, você precisará cortar uma volta e meia a duas. Na dúvida, encurte primeiro nascentes uma volta e experimentá-los. Se necessário, o procedimento pode ser repetido. cortando fora nascentes para mais turnos de uma só vez, você, é claro, não poderá restaurá-los ao nível necessário mais tarde, então pense cuidadosamente antes de pegar a ferramenta.

Corte direto de metal nascentes produzir com a ajuda de uma rebarbadora ("moedor"). Se não estiver disponível, use uma serra. Pré-marcação no lugar certo. O corte deve ser marcado na parte superior do produto. Isso reduzirá as consequências negativas da deformação do atualizado nascentes.

Repita as mesmas operações para todas as molas, tentando fazer com que todas tenham o mesmo tamanho. É especialmente importante que o tamanho das molas rebaixadas coincida com os eixos do carro para evitar a perda de controlabilidade devido à distorção mínima da estrutura.

Para evitar erros grosseiros, use os recursos de um departamento de serviços automotivos para aparar as molas. Um qualificado permitirá que você avalie o quão desejável é para o seu veículo e o executará no mais alto nível profissional. O aparamento inadequado das molas pode exigir sua substituição completa no futuro e, consequentemente, custos financeiros imprevistos.

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Reparar móveis em casa é uma tarefa difícil, mas factível. Por um lado, um especialista em móveis garante o conserto de um sofá quebrado. Por outro lado, a entrega de móveis em geral para a oficina é uma tarefa muito problemática e cara. Com um forte desejo, você pode consertar o sofá em casa por conta própria.

Você vai precisar

  • - chave inglesa;
  • - chave de fenda plana;
  • - alicate;
  • - uma faca para espuma de borracha;
  • - espuma nova.

Instrução

Antes de prosseguir com o reparo, prepare o espaço necessário. Para reparar o mais rápido e eficientemente possível, prepare todas as ferramentas necessárias, bem como um conjunto de novas molas de reposição. Remova o carpete ou carpete, coloque uma película espessa e densa para proteger o parquet da queda acidental de uma ferramenta pesada ou elemento estrutural do sofá.

Comece a desmontar o sofá desmontando as laterais. Desaperte os fixadores com uma chave, mantendo-os o mais longe possível da queda livre.

De qualquer maneira conveniente, marque os detalhes dos mecanismos de dobragem dos planos do sofá à direita e à esquerda para montá-los na ordem correta após o reparo. Mecanismos de desmontagem.

Continue desmontando o sofá, desconectando alternadamente o assento, o encosto. Se houver um palete, você precisa desmontá-lo também.

Para remover as tampas, use um alicate e puxe os suportes de fixação. Evite empurrões fortes, tente fazer tudo com cuidado. Caso contrário, você pode danificar ou até mesmo rasgar o tecido das capas.

Proceda à reparação do bloco de molas, depois de retirar o colchão. Pegue um pano úmido e remova a poeira e as aparas de madeira que costumam estar presentes em abundância no local onde o bloco de molas está preso ao fundo do sofá.

Teste todos os sofás nascentes. Isso pode ser feito sem desmontar, no entanto, os especialistas ainda recomendam retirar o bloco inteiro e determinar a adequação para uso posterior de cada mola separadamente.

Remova as molas quebradas com um alicate. Ao instalar os novos, use espuma de borracha para móveis e uma manta grossa velha para maior elasticidade do bloco de mola e aumentar a vida útil. Para fazer isso, pegue uma faca, corte a espuma de borracha e encha o bloco de mola com ela, cubra-o com um cobertor e fixe-o ao redor do perímetro com um martelo e pregos de 30 a 40 mm para que o cobertor "assente" o mais firmemente possível possível e recolhe as molas, evitando que caiam em lados diferentes. Assim, a principal causa de quebra ou alongamento excessivo das molas do sofá é eliminada - sua operação não síncrona.

Origens:

  • como trocar molas no mercedes

Energia é um conceito físico que acompanha qualquer movimento ou atividade. Este parâmetro em um sistema convencionalmente fechado é um valor constante independente das interações entre os corpos que ocorrem nele.

Instrução

Qualquer movimento ou interação direta de corpos físicos é acompanhado pela liberação, absorção ou transferência de energia mecânica. Os elementos (corpos) de um sistema mecânico podem estar em movimento ou em repouso. No primeiro caso, eles falam sobre energia cinética, no segundo - sobre potencial. Juntas, essas quantidades compõem o total mecânico

Temos usado repetidamente um dinamômetro - um dispositivo para medir forças. Agora vamos nos familiarizar com a lei que permite medir forças com um dinamômetro e determina a uniformidade de sua escala.

Sabe-se que sob a ação de forças surge deformação do corpo– alterando sua forma e/ou tamanho. Por exemplo, um objeto pode ser moldado de plasticina ou argila, cuja forma e dimensões serão preservadas mesmo depois de removermos as mãos. Tal deformação é chamada de plástica. No entanto, se nossas mãos deformarem a mola, ao removê-las, duas opções são possíveis: a mola restaurará completamente sua forma e dimensões ou a mola reterá a deformação residual.

Se o corpo restaurar a forma e/ou dimensões que tinha antes da deformação, então deformação elástica. A força resultante no corpo é força elástica sujeita a lei de Hooke:

Como o alongamento de um corpo está incluído no módulo da lei de Hooke, esta lei será válida não apenas para tração, mas também para compressão de corpos.

As experiências mostram: se o alongamento do corpo for pequeno em relação ao seu comprimento, a deformação será sempre elástica; se o alongamento do corpo for grande comparado ao seu comprimento, então a deformação será, via de regra, plástico ou mesmo destrutivo. No entanto, alguns corpos, como elásticos e molas, deformam-se elasticamente mesmo com mudanças significativas em seu comprimento. A figura mostra mais de duas vezes a extensão da mola do dinamômetro.

Para esclarecer o significado físico do coeficiente de rigidez, nós o expressamos a partir da fórmula da lei. Obtemos a razão entre o módulo de elasticidade e o módulo de alongamento do corpo. Lembre-se de que qualquer razão mostra quantas unidades do numerador são por unidade do denominador. então o coeficiente de rigidez mostra a força que surge em um corpo elasticamente deformado quando seu comprimento muda de 1 m.

  1. O dinamômetro é...
  2. Pela lei de Hooke, o dinamômetro observa...
  3. O fenômeno da deformação dos corpos é chamado ...
  4. Chamamos um corpo plasticamente deformado, ...
  5. Dependendo do módulo e/ou direção da força aplicada à mola, ...
  6. A deformação é chamada de elástica e é considerada sujeita à lei de Hooke, ...
  7. A lei de Hooke é escalar por natureza, pois só pode ser usada para determinar ...
  8. A lei de Hooke é válida não apenas para tração, mas também para compressão de corpos, ...
  9. Observações e experimentos sobre a deformação de vários corpos mostram que ...
  10. Desde os jogos infantis, sabemos bem que...
  11. Comparado com o curso zero da escala, ou seja, o estado inicial não deformado, à direita...
  12. Para entender o significado físico do coeficiente de rigidez, ...
  13. Como resultado de expressar o valor "k" nós...
  14. Sabemos da matemática do ensino fundamental que...
  15. O significado físico do coeficiente de rigidez é que ele ...

Em física para o 9º ano (I.K. Kikoin, A.K. Kikoin, 1999),
tarefa №2
para o capítulo " TRABALHOS DE LABORATÓRIO».

O objetivo do trabalho: encontrar a rigidez da mola a partir de medições do alongamento da mola em diferentes valores de gravidade

força de equilíbrio da elasticidade com base na lei de Hooke:

Em cada um dos experimentos, a rigidez é determinada em diferentes valores da força elástica e alongamento, ou seja, as condições do experimento mudam. Portanto, para encontrar o valor médio da rigidez, não é possível calcular a média aritmética dos resultados da medição. Usaremos um método gráfico para encontrar o valor médio, que pode ser aplicado nesses casos. Com base nos resultados de vários experimentos, traçamos a dependência do controle do módulo de elasticidade F no módulo de alongamento |x|. Ao construir um gráfico com base nos resultados do experimento, os pontos experimentais podem não estar em uma linha reta que corresponda à fórmula

Isso ocorre devido a erros de medição. Nesse caso, o gráfico deve ser desenhado de modo que aproximadamente o mesmo número de pontos esteja em lados opostos da linha reta. Depois de construir o gráfico, pegue um ponto na linha reta (na parte central do gráfico), determine a partir dele os valores da força elástica e do alongamento correspondentes a esse ponto e calcule a rigidez k. Será o valor médio desejado da rigidez da mola k cf.

O resultado da medição geralmente é escrito como a expressão k = = k cp ±Δk, onde Δk é o maior erro absoluto de medição. Do curso de álgebra (aula VII) sabe-se que o erro relativo (ε k) é igual à razão entre o erro absoluto Δk e o valor de k:

de onde Δk - ε k k. Existe uma regra para calcular o erro relativo: se o valor determinado no experimento for o resultado da multiplicação e divisão dos valores aproximados incluídos na fórmula de cálculo, os erros relativos se somam. Nesse trabalho

Meios de medição: 1) um conjunto de pesos, a massa de cada um é igual a m 0 = 0,100 kg, e o erro Δm 0 = 0,002 kg; 2) uma régua com divisões milimétricas.

Materiais: 1) tripé com garras e pé; 2) mola helicoidal.

Ordem de serviço

1. Fixe a extremidade da mola helicoidal ao tripé (a outra extremidade da mola está equipada com uma seta e um gancho - fig. 176).


2. Ao lado ou atrás da mola, instale e prenda uma régua com divisões milimétricas.

3. Marque e anote a divisão da régua contra a qual o ponteiro da mola cai.

4. Pendure um peso de massa conhecida na mola e meça a extensão da mola causada por ele.

5. Para a primeira carga, adicione o segundo, terceiro, etc. pesos, cada vez registrando o alongamento |x| nascentes. De acordo com os resultados da medição, preencha a tabela:

6. Com base nos resultados da medição, construa um gráfico da dependência da força elástica no alongamento e, usando-o, determine o valor médio da constante elástica k cp.

7. Calcule o maior erro relativo com o qual o valor de kav foi encontrado (do experimento com uma carga). Na fórmula (1)



uma vez que o erro na medição do alongamento Δx = 1 mm, então


8. Encontre

e escreva sua resposta como:

1 Tome g≈10 m/s 2 .

Lei de Hooke: "A força elástica que ocorre quando um corpo é deformado é proporcional ao seu alongamento e é direcionada oposta à direção do movimento das partículas do corpo durante a deformação".

Lei de Hooke

A rigidez é o coeficiente de proporcionalidade entre a força elástica e a mudança no comprimento da mola sob a ação da força aplicada a ela. De acordo com a terceira lei de Newton, o módulo da força aplicada à mola é igual à força elástica que surgiu nela. Assim, a rigidez da mola pode ser expressa como:

onde F é a força aplicada à mola e x é a mudança no comprimento da mola sob sua ação. Instrumentos de medição: um conjunto de pesos, a massa de cada um é igual a m 0 = (0,1 ± 0,002) kg.

Régua com divisões milimétricas (Δх = ±0,5 mm). O procedimento para realização do trabalho está descrito no livro didático e dispensa comentários.

peso, kg

alongamento |x|,

Instrução

Anexar um dinamômetro ao corpo e puxá-lo, deformando o corpo. A força que o dinamômetro mostrará será igual em valor absoluto à força elástica que atua sobre o corpo. Encontre o coeficiente de rigidez usando Hooke, que diz que a força elástica é diretamente proporcional ao seu alongamento e é direcionada na direção oposta à deformação. Calcule o coeficiente de rigidez dividindo o valor da força F pelo alongamento do corpo x, que é medido com uma régua ou fita métrica k=F/x. Para encontrar o alongamento de um corpo deformado, subtraia o comprimento do corpo deformado de seu comprimento original. Coeficiente de rigidez em N/m.

Se não houver dinamômetro, pendure uma carga de massa conhecida no corpo deformável. Certifique-se de que o corpo seja deformado elasticamente e não desmorone. Neste caso, o peso da carga será igual à força elástica que atua sobre o corpo, cujo coeficiente de rigidez deve ser encontrado, por exemplo, . Calcule o coeficiente de rigidez dividindo o produto da massa m pela aceleração gravitacional g≈9,81 m/s² pelo alongamento do corpo x, k=m g/x. Meça o alongamento de acordo com o método proposto no anterior.

Exemplo. Sob uma carga de 3 kg, uma mola de 20 cm de comprimento tornou-se 26 cm, determine. Primeiro encontre a extensão da mola em . Para fazer isso, do comprimento da mola alongada, subtraia seu comprimento no estado normal x=26-20=6 cm=0,06 m. Calcule a rigidez usando a fórmula apropriada k=m g/x=3 9,81/0,06≈500 N/m.

E agora algumas dicas. Reduzir rigidez agua na tua , adicione água da chuva destilada ou limpa, use plantas especiais, como elodea e hornwort. Além disso, a água pode ser congelada ou fervida bem. No primeiro caso, é derramado em uma bacia baixa e exposto à geada. Assim que congela até metade da capacidade, o gelo é quebrado e, depois de derretido, é usado. Na segunda, a água é fervida em água esmaltada por uma hora, após o que é permitido esfriar e dois terços do “topo” são usados. agua.

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Como resultado da deformação do corpo físico, sempre surge uma força que se opõe a ele, tentando devolver o corpo à sua posição original. Defina isso força elasticidade no caso mais simples, de acordo com a lei de Hooke.

Instrução

Força elasticidade, agindo sobre um corpo deformado, surge como resultado da interação eletromagnética entre seus átomos. Existem diferentes tipos de deformação: /alongamento, cisalhamento, flexão. Sob a influência de forças externas, diferentes partes do corpo se movem de maneira diferente, daí a distorção e a força elasticidade, que é direcionado para o estado anterior.

Deformação de tração/compressão pela direção de uma força externa ao longo do eixo do objeto. Pode ser uma haste, uma mola e outro corpo que tenha uma forma longa. Quando distorcida, a seção transversal muda e a força elasticidadeé proporcional ao deslocamento mútuo das partículas do corpo: Fcontrol = -k ∆x.

Isso é chamado de lei de Hooke, mas nem sempre é aplicado, mas apenas para valores relativamente pequenos de ∆x. O valor k é chamado de rigidez e é expresso em N/m. Este coeficiente depende do material inicial do corpo, assim como da forma e dimensões, é proporcional à seção transversal.

Durante a deformação por cisalhamento, o volume do corpo não muda, mas suas camadas mudam em relação umas às outras. Força elasticidadeé igual ao produto do coeficiente elasticidade em cisalhamento, que depende diretamente da seção transversal do corpo, pelo ângulo entre o eixo e a tangente, na direção da qual a força externa atua: Fupr \u003d D α.