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?

___

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

Nota

A régua mede o alongamento em centímetros, se você aplicar o valor encontrado sem converter para metros, obterá um cálculo errôneo da rigidez da mola.

Conselho util

1cm = 0,01m.
4 cm = 4 * 0,01 = 0,04 m.

Vale a pena que toda dona de casa aprenda a determinar a dureza da água para evitar a quebra de eletrodomésticos, danos à roupa de cama e também tentar proteger seu corpo de consequências indesejáveis ​​na forma de pele seca e pedras nos rins. Existem várias maneiras fáceis de descobrir qual é a dureza da água da torneira.

Instrução

Em termos gerais, você pode ter uma ideia de quão dura é sua água rastreando a presença em eletrodomésticos e. Se a dureza da água for aumentada, a espiral da chaleira, as torneiras, as superfícies metálicas serão cobertas com uma camada considerável de escala. Tem uma cor cinza amarelada e uma textura um pouco quebradiça ao impacto.

A água com excesso de sais tem um sabor surpreendentemente diferente da água com menos sais. Algumas pessoas são capazes de determinar a dureza da água ao saboreá-la, pois não tem um gosto muito bom.

Em água muito dura, as substâncias à base de sabão se recusam completamente a ensaboar; portanto, se o sabão em suas mãos não ensaboar e o xampu apenas escorrer pelo cabelo, isso significa que a água em sua casa excedeu a dureza. Se a espuma de sabão for difícil de lavar das mãos, isso significa que a água da torneira é muito macia.

Mas todas essas definições de dureza falam apenas sobre o estado aproximado da água e, para indicadores precisos, é necessário usar dispositivos e tecnologias especiais. Por exemplo, os aquaristas têm o chamado teste de dureza da água, que você encontra em lojas especializadas.

Existem medidores TDS que medem o nível de minerais e sais, bem como a condutividade elétrica e a dureza da água. O dispositivo custa muito dinheiro, mas é graças a ele que você conhecerá o nível de sais contidos em sua água e, se o número exceder a norma, poderá começar com a dureza da água em tempo hábil com o ajuda de equipamentos de proteção.

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Origens:

• Um site sobre a água, suas propriedades e efeitos benéficos para os seres humanos.

Hoje em dia, encontrar o ato normativo necessário não é difícil. Algum lei, variando de federal a regional, podem ser encontrados na Internet. No entanto, nem todas as edições encontradas na rede lei e pode ser relevante. Sites de sistemas jurídicos comprovados e constantemente atualizados são preferidos para esses fins.

Você vai precisar

• - um computador;
• - acesso à internet;
• - pelo menos o significado geral do nome da lei, mas quanto mais informações precisas, melhor.

Instrução

A opção mais simples parece ser direcionar um nome aproximado na linha correspondente de um mecanismo de busca.
Ao mesmo tempo, haverá muitas opções, mas não há cem por cento de que as primeiras linhas com os resultados abram o caminho para a edição atual lei a. Portanto, é preferível recorrer imediatamente aos serviços de sites de sistemas de referência, dos quais os mais autorizados são "Consultant Plus" e "Garant". Aliás, e entre os primeiros na questão na busca por isso ou aquilo lei e provavelmente estarão presentes.

Na página principal do site de cada um destes sistemas existe uma função de pesquisa. Digite nele pelo menos o nome aproximado do ato regulatório de interesse e sinta-se à vontade para clicar no botão de pesquisa.
Em resposta, você geralmente terá várias opções, das quais não será particularmente difícil escolher a correta. Se você se encontrar em uma versão desatualizada lei a, o sistema informará sobre isso e oferecerá a mudança para a edição atual.
Outra conveniência com tais sistemas é que se o texto lei mas se refere a outros, no texto há um hiperlink para eles.
Junto com os federais, ambos os sistemas também podem ajudar a encontrar muitos lei nível regional.

Junto com "Consultor" e "Fiador" lei Você pode pesquisar a Duma Estatal da Federação Russa (reflete prontamente a situação com uma mudança no status de cada um, começando com o envio para consideração em primeira leitura e terminando com a assinatura do Presidente da Federação Russa) e departamentos ( relacionadas com a competência de cada um deles), lei odativo e executivo. As autoridades locais podem ser úteis na procura de lei ov e outros atos.
Todos os atos federais que entrarem em vigor devem ser publicados na Rossiyskaya Gazeta e postados em seu site oficial.

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 quaisquer curvas, 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.

Cortar as molas helicoidais de compressão usadas nos carros de passeio de hoje é a maneira mais comum de diminuir a altura do passeio ou endurecer as molas para um passeio mais confortável.

Instrução

O trabalho nas molas das características do motor é melhor realizado em um serviço de carro por um especialista qualificado. Essa operação afeta muito a qualidade do movimento e, se você não estiver confiante em suas habilidades, é melhor não tentar fazer esse trabalho sozinho.

Se você decidir aparar, remova, porque para cortar as molas, elas devem primeiro ser liberadas. Faça assim: levante a parte desejada da máquina, retire a roda e limpe os parafusos que prendem a parte inferior do rack. Tipo, eles estão muito sujos, então você terá que enchê-los com óleo e deixá-los de molho por um tempo. Solte os parafusos e derrube-os com cuidado para não danificar acidentalmente o disco de freio. Desaperte o último fixador superior e retire o conjunto do suporte. Agora você pode desconectar as molas.

Determine o quanto você quer encurtar a mola. Para uma ligeira diminuição na altura do percurso, será suficiente cortar apenas 1,5 voltas. Cada carro tem suas próprias características, mas geralmente 2 voltas são cortadas das molas dianteiras e as traseiras são cortadas em no máximo 3. É melhor consultar um especialista com antecedência para não cortar o excesso.

É melhor encurtar as molas com um moedor, mas você pode se virar com uma serra comum, embora leve mais tempo. Faça uma marca no lugar certo com um marcador e corte ou serre o excesso de comprimento. Você precisa cortar na parte superior e montar o rack com a extremidade cortada para cima. No lugar onde você encurtou a mola, ela tem muito ângulo. Isso deve ser eliminado com uma chave de gás ou uma peça grande com grande esforço físico.

Instale a mola no lugar e monte todas as peças do carro na ordem inversa.

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O que os motoristas vão para melhorar a qualidade do passeio. Entre os muitos truques engenhosos, há também uma mudança na distância ao solo incorporada no 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.

• - Jack;
• - conjunto de chaves;
• - extrator de junta esférica;
• - extrator da extremidade do tirante;
• - dispositivo para comprimir a mola;
• - batentes anti-recuo;
• - suportes de segurança.

Instrução

Estacione o veículo em uma superfície plana e coloque calços de roda sob as rodas traseiras. O carro VAZ-2106 tem tração traseira, para que você possa aumentar a velocidade para obter confiabilidade. Remova, mas não remova, os parafusos da roda dianteira ao cubo. Agora levante a lateral do carro e remova os parafusos da roda completamente. Coloque um suporte de segurança sob o veículo e abaixe a lateral da máquina sobre ele. No papel de suporte, também pode haver um toco forte de tamanhos adequados e vários blocos de madeira empilhados juntos.

Remova o pino da haste de direção e use uma chave 22 para desaparafusar a porca que prende o pino da haste. Depois disso, coloque cuidadosamente o puxador do tirante para não danificar a bota. Se durante a desmontagem a antera foi danificada, ela deve ser substituída. Aperte o parafuso do extrator, bata levemente com um martelo de vez em quando. Esta é a única maneira de a extremidade do tirante sair do cone. Ao retirar a haste, puxe-a para o lado para que não interfira. Agora o cubo gira livremente em rolamentos de esferas. Para remover a mola, é necessário desmontar o braço inferior, pois está apoiado sobre ele.

Remova a porca que prende a haste do amortecedor ao corpo. Em seguida, desaperte as duas porcas que fixam o suporte do amortecedor ao braço inferior. O amortecedor é puxado por baixo; por conveniência, sua haste deve ser empurrada para dentro do corpo. Agora você pode colocar um extrator na mola e comprimi-la. Tente colocar o extrator de forma que os dois lados da mola sejam comprimidos uniformemente. Ambas as partes do extrator devem estar opostas uma à outra. Mas depois de comprimir a mola, pode ser realizada uma desmontagem adicional. Primeiro você precisa desparafusar a montagem da barra estabilizadora. Então você precisa remover a junta esférica inferior. Isso pode ser feito de duas maneiras diferentes.

Use uma chave 22 para desaparafusar a porca que prende o pino esférico ao cubo. Mas você terá que usar um extrator para juntas esféricas. Deve ser usado da mesma forma que o extrator de direção. Tente não danificar a bota esférica e, se já estiver danificada, certifique-se de substituí-la. Mas será mais fácil desaparafusar os três parafusos que prendem o alojamento da esfera à alavanca. Isso pode ser feito com uma chave de soquete e soquete 13. Após a separação do cubo da alavanca, esta deve ser abaixada para remover a mola. Se a mola não sair, você terá que remover a alavanca completamente. Para fazer isso, desaperte as duas porcas que prendem a alavanca ao corpo. Apenas tenha em mente que sob o parafuso retangular existem arruelas de metal que ajustam a curvatura. A mola do segundo lado é removida da mesma maneira.

O conceito de rigidez de torção, verifica-se que esta é a capacidade de um corpo resistir à torção. Esta característica é frequentemente utilizada em relação aos garfos de bicicleta. Aí este momento é categoricamente importante.

Afinal, no caso de baixa rigidez torcional (ou torção), o garfo da bicicleta, quando exposto a uma carga de um lado, fará com que o garfo quebre e vire.

Para entender a situação, imagine um garfo de bicicleta. O garfo prende a chamada bucha. Desde que a bucha seja fixada uniformemente, todas as forças são distribuídas uniformemente. Agora vamos imaginar que a roda entrou na lama ou em um buraco, e o ciclista torceu o volante na direção oposta. O momento de força que aparece na manga é distribuído pelas pernas do garfo. Essas calças estão começando a se enrolar em um oito.

Se houver rigidez torcional suficiente, o garfo lidará perfeitamente com esse carregamento. Se o equilíbrio entre a resistência do material e o momento de torção for perturbado, ou seja, o garfo fica em tal ângulo que o ombro no qual a força atua aumenta, então ocorrerá uma quebra. Assim, se isso acontecer em alta velocidade, o ciclista provavelmente cairá.

É a capacidade do corpo de não torcer é determinada pelo conceito de rigidez de torção. Essa característica se aplica tanto ao quadro da bicicleta quanto a outros sólidos.

Mais cedo ou mais tarde, ao cursar um curso de física, alunos e alunas se deparam com problemas sobre a força elástica e a lei de Hooke, na qual aparece o coeficiente de rigidez da mola. Qual é essa quantidade e como ela está relacionada à deformação dos corpos e à lei de Hooke?

Primeiro, vamos definir os termos básicos que será usado neste artigo. Sabe-se que se você agir sobre um corpo de fora, ele ganhará aceleração ou se deformará. A deformação é uma mudança no tamanho ou forma de um corpo sob a influência de forças externas. Se o objeto for totalmente restaurado após o término da carga, essa deformação será considerada elástica; se o corpo permanece em um estado alterado (por exemplo, dobrado, esticado, comprimido, etc.), então a deformação é plástica.

Exemplos de deformações plásticas são:

• artesanato em barro;
• colher de alumínio dobrada.

Por sua vez, deformações elásticas serão consideradas:

• elástico (você pode esticá-lo, após o qual ele retornará ao seu estado original);
• mola (após a compressão, endireita novamente).

Como resultado da deformação elástica de um corpo (em particular, uma mola), surge nele uma força elástica, igual em valor absoluto à força aplicada, mas direcionada na direção oposta. A força elástica para uma mola será proporcional ao seu alongamento. Matematicamente, isso pode ser escrito assim:

onde F é a força elástica, x é a distância pela qual o comprimento do corpo mudou como resultado do alongamento, k é o coeficiente de rigidez que precisamos. A fórmula acima também é um caso especial da lei de Hooke para uma haste de tração fina. De forma geral, esta lei é formulada da seguinte forma: "A deformação que surgiu em um corpo elástico será proporcional à força que é aplicada a esse corpo". É válido apenas nos casos em que estamos falando de pequenas deformações (a tensão ou compressão é muito menor que o comprimento do corpo original).

Determinação do fator de rigidez

Fator de rigidez(também tem os nomes do coeficiente de elasticidade ou proporcionalidade) é mais frequentemente escrito com a letra k, mas às vezes você pode ver a designação D ou c. Numericamente, a rigidez será igual à magnitude da força que estica a mola por unidade de comprimento (no caso do SI, em 1 metro). A fórmula para encontrar o coeficiente de elasticidade é derivada de um caso especial da lei de Hooke:

Quanto maior o valor da rigidez, maior será a resistência do corpo à sua deformação. O coeficiente de Hooke também mostra a estabilidade do corpo à ação de uma carga externa. Este parâmetro depende dos parâmetros geométricos (diâmetro do fio, número de voltas e diâmetro do enrolamento do eixo do fio) e do material de que é feito.

A unidade de rigidez no SI é N/m.

Cálculo de rigidez do sistema

Existem tarefas mais complexas em que cálculo de rigidez total necessário. Em tais tarefas, as molas são conectadas em série ou em paralelo.

Conexão serial do sistema de molas

Quando conectado em série, a rigidez geral do sistema é reduzida. A fórmula para calcular o coeficiente de elasticidade será a seguinte:

1/k = 1/k1 + 1/k2 + … + 1/ki,

onde k é a rigidez total do sistema, k1, k2, …, ki são as rigidezes individuais de cada elemento, i é o número total de todas as molas envolvidas no sistema.

Conexão paralela do sistema de molas

Quando as molas são conectadas em paralelo, o valor do coeficiente de elasticidade total do sistema aumentará. A fórmula de cálculo ficará assim:

k = k1 + k2 + … + ki.

Medindo a rigidez de uma mola empiricamente - neste vídeo.

Cálculo do coeficiente de rigidez por método experimental

Com a ajuda de um experimento simples, você pode calcular independentemente, qual será o coeficiente de Hooke. Para o experimento você vai precisar de:

• régua;
• mola;
• carga com massa conhecida.

A sequência de ações para a experiência é a seguinte:

1. É necessário fixar a mola verticalmente, pendurando-a em qualquer suporte conveniente. A borda inferior deve permanecer livre.
2. Usando uma régua, seu comprimento é medido e escrito como x1.
3. Na extremidade livre, você precisa pendurar uma carga com uma massa conhecida m.
4. O comprimento da mola é medido no estado carregado. Denotado por x2.
5. O alongamento absoluto é calculado: x = x2-x1. Para obter o resultado no sistema internacional de unidades, é melhor convertê-lo imediatamente de centímetros ou milímetros para metros.
6. A força que causou a deformação é a força da gravidade do corpo. A fórmula para calculá-la é F = mg, onde m é a massa da carga utilizada no experimento (traduzida em kg), e g é o valor da aceleração livre, que é aproximadamente 9,8.
7. Após os cálculos, resta encontrar apenas o próprio coeficiente de rigidez, cuja fórmula foi indicada acima: k = F / x.

Exemplos de tarefas para encontrar rigidez

Tarefa 1

Uma força F = 100 N atua sobre uma mola de 10 cm de comprimento. O comprimento da mola esticada é de 14 cm. Encontre o coeficiente de rigidez.

1. Calculamos o comprimento do alongamento absoluto: x = 14-10 = 4 cm = 0,04 m.
2. De acordo com a fórmula, encontramos o coeficiente de rigidez: k = F / x = 100 / 0,04 = 2500 N / m.

Resposta: a rigidez da mola será 2500 N/m.

Tarefa 2

Uma carga de massa 10 kg, quando suspensa por uma mola, a esticou em 4 cm. Calcule quanto tempo outra carga de massa 25 kg a alongará.

1. Vamos encontrar a força da gravidade que deforma a mola: F = mg = 10 9,8 = 98 N.
2. Vamos determinar o coeficiente de elasticidade: k = F/x = 98 / 0,04 = 2450 N/m.
3. Calcule a força com que a segunda carga atua: F = mg = 25 9,8 = 245 N.
4. De acordo com a lei de Hooke, escrevemos a fórmula para o alongamento absoluto: x = F/k.
5. Para o segundo caso, calculamos o comprimento de estiramento: x = 245 / 2450 = 0,1 m.

Resposta: no segundo caso, a mola se alongará em 10 cm.

Você era bom em física na escola? Você conhece as leis físicas básicas e poderia simplesmente pegar e calcular, por exemplo, a rigidez de uma mola? Vamos começar com o conhecimento teórico. A rigidez de uma mola é um coeficiente que relaciona o alongamento de um corpo elástico e a força elástica que surge como resultado desse alongamento. A rigidez da mola também é chamada de coeficiente de elasticidade ou coeficiente de Hooke, uma vez que a rigidez da mola se refere especificamente à lei de Hooke. Qual é a força de elasticidade mencionada nesta lei? A força elástica é a força que ocorre quando o corpo se deforma e se opõe a essa deformação.

método matemático

Como determinar a rigidez de uma mola ou, na terminologia de uma ciência como a física, o coeficiente de rigidez da mola? Para fazer isso, você precisa conhecer uma fórmula simples pela qual a rigidez da mola é calculada. Esta fórmula, ou melhor, a lei de Hooke, se parece com isso: F=|kx|, onde k é o coeficiente de elasticidade da mola, x é o alongamento da mola, ou, como também é chamado, a quantidade de deformação de a primavera. E o valor indicado pela letra F, respectivamente, é a força elástica, que calculamos. Para descobrir qual é a rigidez da mola, é necessário medir as outras duas grandezas indicadas na fórmula, usando leis matemáticas padrão. O próximo passo é simplesmente resolver a equação em uma incógnita.

Método experimental

Para entender como encontrar a rigidez da mola, ou melhor, determinar o coeficiente de rigidez da mola empiricamente, as seguintes manipulações devem ser realizadas. Você precisa deformar o corpo aplicando força a ele. O tipo mais simples de deformação é compressão ou tensão. O coeficiente de rigidez mostra exatamente qual força deve ser aplicada ao corpo para deformá-lo elasticamente por unidade de comprimento. Estamos falando agora de deformação elástica, quando o corpo toma sua forma original após o impacto sobre ele. Para realizar este experimento visual, você precisará das seguintes coisas:

• calculadora,
• caneta,
• caderno,
• mola,
• régua,
• carga.

Então, prenda uma extremidade da mola verticalmente e deixe a outra livre. Meça o comprimento da mola e anote o resultado em um caderno (este será o valor x1). Pendure um peso de cem gramas na extremidade livre da mola e meça novamente o comprimento da mola, anote o valor (x2). Calcule o alongamento absoluto da mola (diferença entre x1 e x2). Para pequenas compressões e tensões, a força elástica é proporcional à deformação. Aqui já aplicamos a Lei de Hooke, segundo a qual Fupr = |kx|, onde k é o coeficiente de rigidez. Para encontrar o coeficiente de rigidez que precisamos, precisamos dividir a força de tração pelo alongamento da mola. Encontramos a força de tração da seguinte forma: Fupr \u003d - N \u003d -mg. Isso implica que mg = kx. Então, k = mg/x. Então tudo é simples: substitua os valores que você conhece na fórmula e descubra qual é a rigidez da mola.

Definição

A força que ocorre como resultado da deformação do corpo e da tentativa de devolvê-lo ao seu estado original é chamada força elástica.

Na maioria das vezes é denotado por $(\overline(F))_(upr)$. A força elástica aparece apenas quando o corpo é deformado e desaparece se a deformação desaparece. Se, após a remoção da carga externa, o corpo restaurar completamente seu tamanho e forma, essa deformação será chamada de elástica.

R. Hooke, um contemporâneo de I. Newton, estabeleceu a dependência da força elástica da magnitude da deformação. Hooke duvidou da validade de suas conclusões por muito tempo. Em um de seus livros, ele deu uma formulação criptografada de sua lei. O que significava: "Ut tensio, sic vis" em latim: qual é o alongamento, tal é a força.

Considere uma mola sujeita a uma força de tração ($\overline(F)$) que é direcionada verticalmente para baixo (Fig. 1).

A força $\overline(F\ )$ é chamada de força de deformação. Sob a influência de uma força de deformação, o comprimento da mola aumenta. Como resultado, uma força elástica ($(\overline(F))_u$) aparece na mola, equilibrando a força $\overline(F\ )$. Se a deformação for pequena e elástica, então o alongamento da mola ($\Delta l$) é diretamente proporcional à força de deformação:

\[\overline(F)=k\Delta l\left(1\right),\]

onde no coeficiente de proporcionalidade chama-se rigidez da mola (coeficiente de elasticidade) $k$.

A rigidez (como propriedade) é uma característica das propriedades elásticas de um corpo que está sendo deformado. A rigidez é considerada a capacidade de um corpo resistir a uma força externa, a capacidade de manter seus parâmetros geométricos. Quanto maior a rigidez da mola, menos ela muda seu comprimento sob a influência de uma determinada força. O coeficiente de rigidez é a principal característica da rigidez (como propriedade de um corpo).

O coeficiente de rigidez da mola depende do material do qual a mola é feita e de suas características geométricas. Por exemplo, o coeficiente de rigidez de uma mola helicoidal enrolada, que é enrolada a partir de um fio redondo e submetida a deformação elástica ao longo de seu eixo, pode ser calculada como:

onde $G$ é o módulo de cisalhamento (valor dependendo do material); $d$ - diâmetro do fio; $d_p$ - diâmetro da bobina da mola; $n$ é o número de espiras da mola.

A unidade de medida para o coeficiente de rigidez no Sistema Internacional de Unidades (SI) é o newton dividido pelo metro:

\[\left=\left[\frac(F_(upr\ ))(x)\right]=\frac(\left)(\left)=\frac(H)(m).\]

O coeficiente de rigidez é igual à quantidade de força que deve ser aplicada à mola para alterar seu comprimento por unidade de distância.

Fórmula de rigidez da mola

Sejam as molas $N$ conectadas em série. Então a rigidez de toda a junta é igual a:

\[\frac(1)(k)=\frac(1)(k_1)+\frac(1)(k_2)+\dots =\sum\limits^N_(\ i=1)(\frac(1) (k_i)\esquerda(3\direita),)\]

onde $k_i$ é a rigidez da mola $i-th$.

Quando as molas são conectadas em série, a rigidez do sistema é determinada como:

Exemplos de problemas com solução

Exemplo 1

Exercício. A mola na ausência de carga tem um comprimento $l=0,01$ m e uma rigidez igual a 10 $\frac(N)(m).\ $Qual será a rigidez da mola e seu comprimento se a força agindo sobre ela a mola é $F$= 2 N ? Suponha que a deformação da mola seja pequena e elástica.

Decisão. A rigidez da mola sob deformações elásticas é um valor constante, o que significa que em nosso problema:

Sob deformações elásticas, a lei de Hooke é cumprida:

De (1.2) encontramos o alongamento da mola:

\[\Delta l=\frac(F)(k)\left(1.3\right).\]

O comprimento da mola esticada é:

Calcule o novo comprimento da mola:

Responda. 1) $k"=10\ \frac(Н)(m)$; 2) $l"=0,21$ m

Exemplo 2

Exercício. Duas molas com rigidez $k_1$ e $k_2$ são conectadas em série. Qual será o alongamento da primeira mola (Fig. 3) se o comprimento da segunda mola for aumentado em $\Delta l_2$?

Decisão. Se as molas estiverem conectadas em série, então a força de deformação ($\overline(F)$) que atua em cada uma das molas é a mesma, ou seja, pode ser escrita para a primeira mola:

Para a segunda mola escrevemos:

Se as partes esquerdas das expressões (2.1) e (2.2) forem iguais, as partes direitas também podem ser equacionadas:

Da igualdade (2.3) obtemos o alongamento da primeira mola:

\[\Delta l_1=\frac(k_2\Delta l_2)(k_1).\]

Responda.$\Delta l_1=\frac(k_2\Delta l_2)(k_1)$