Σύμφωνα με το νόμο περιγράφει ένα γράφημα δύναμης έναντι μετατόπισης για ένα ελαστικό ελατήριο;
Δύναμη έναντι γραφήματος μετατόπισης για ελαστικό ελατήριο:
Η σχέση μεταξύ δύναμης και μετατόπισης για ένα ελαστικό ελατήριο περιγράφεται από το νόμο του Hooke :
f =-kx
όπου:
* f είναι η δύναμη που ασκείται από την άνοιξη
* x είναι η μετατόπιση από τη θέση ισορροπίας του ελατηρίου
* k είναι η σταθερά ελατηρίου, ένα μέτρο της ακαμψίας του ελατηρίου
γραφικά, αυτή η σχέση αντιπροσωπεύεται ως ευθεία γραμμή:
* κλίση: Η κλίση της γραμμής είναι ίση με τη σταθερά ελατηρίου, k .
* y-intercept: Το y-intercept είναι στην προέλευση (0,0), υποδεικνύοντας ότι δεν υπάρχει δύναμη όταν το ελατήριο βρίσκεται στη θέση της ισορροπίας.
* κατεύθυνση: Η γραμμή είναι αρνητική, υποδεικνύοντας ότι η δύναμη που ασκείται από το ελατήριο είναι πάντα προς την αντίθετη κατεύθυνση προς την μετατόπιση.
Εδώ είναι μια πιο λεπτομερής περιγραφή του γραφήματος:
* τεταρτημόριο i (θετική μετατόπιση, θετική δύναμη): Καθώς το ελατήριο είναι τεντωμένο (θετική μετατόπιση), ασκεί μια δύναμη αποκατάστασης προς την αντίθετη κατεύθυνση (αρνητική δύναμη). Αυτό το μέρος του γραφήματος είναι μια ευθεία γραμμή με αρνητική κλίση.
* Quadrant III (αρνητική μετατόπιση, αρνητική δύναμη): Καθώς το ελατήριο συμπιέζεται (αρνητική μετατόπιση), ασκεί μια δύναμη αποκατάστασης προς την αντίθετη κατεύθυνση (θετική δύναμη). Αυτό το τμήμα του γραφήματος είναι επίσης μια ευθεία γραμμή με αρνητική κλίση.
Σημαντικά σημεία:
* ελαστικό όριο: Το γράφημα παραμένει γραμμικό μόνο μέσα στο ελαστικό όριο του ελατηρίου. Πέρα από αυτό το όριο, το ελατήριο υφίσταται μόνιμη παραμόρφωση και το γράφημα γίνεται μη γραμμικό.
* Ιδανική άνοιξη: Αυτό το γράφημα προϋποθέτει μια ιδανική άνοιξη, που σημαίνει ότι υπακούει τέλεια του νόμου του Hooke. Οι πραγματικές πηγές μπορεί να παρουσιάζουν ορισμένες αποκλίσεις από αυτή την ιδανική συμπεριφορά.
Συνοπτικά, το γράφημα της δύναμης έναντι της μετατόπισης για ένα ελαστικό ελατήριο είναι μια ευθεία γραμμή με αρνητική κλίση, περνώντας από την προέλευση. Αυτή η σχέση περιγράφεται από το νόμο του Hooke και ισχύει μέσα στο ελαστικό όριο του ελατηρίου.
