Bir yayın kuvveti nasıl bulunur? Yay sertliği katsayısı nasıl bulunur: formül, tanım

Şu tarihte: 2< H / B <6 : e =3 ,9286 *(H / B ) (-1. 2339 )

6. Şu tarihte: H < B : C1 =(78500* H 4 )/(Evet*(1 — B ) 3)

Şu tarihte: H > B : C1 =(78500* B 4 )/(Evet*(1 — B ) 3)

8. Tnom=1,25*(F2 / C1 )+H

9.Tmaks=π*(1 — B )*tg (10° )

11.S3= T — H

12.F3= C1 * S3

14.Khesaplama =(L 2 — H )/(H +F3/ C1 — F2 / C1 )

16.C= C1 / N

17. L 0= N * T + H

18. L 3= N * H + H

19. F2= C * L 0 — C * L 2

21. F1= C * L 0 — C * L 1

22. N 1= N +1,5

23.A=arktg (T /(π *(1 — H )))

24.Lgelişim =π* N 1 *(1 — H )/çünkü (A )

25. Soru=H *B* L geliştirme *7,85/10 6

Çözüm.

Kayma modülü değeri ( G) tel malzemesi yay sertliğini önemli ölçüde etkiler (C ) gerçekte nominal olarak kabul edilen değerden ±%10'a kadar değişir. Bu durum öncelikle yay imalatının geometrik doğruluğunun yanı sıra kuvvet hesaplamalarının ve buna karşılık gelen hareketlerin "doğruluğunu" belirler.

Hesaplamalarda neden elastik modül dışında tel malzemenin mekanik özellikleri (izin verilen gerilmeler) kullanılıyor? Gerçek şu ki, sarmal açısını ve yay indeksini sınırlı değer aralıklarına ayarlayarak ve şu kurala bağlı kalarak: "derece cinsinden yükselme açısı yay indeksinin değerine yakındır" kuralına bağlı kalarak, aslında bu durumun oluşma olasılığını ortadan kaldırıyoruz. Çalışma sırasında kritik değerleri aşan teğetsel gerilimler. Bu nedenle, yalnızca özellikle kritik birimlerde seri üretime yönelik yaylar geliştirilirken, dayanım için yayların test hesaplamasını yapmak mantıklıdır. Ancak bu şartlarda hesapların yanı sıra ciddi testlerin yapılması da kaçınılmazdır...

Yorumlara birkaç satır yazın - Her zaman fikrinizle ilgileniyorum.

Lütfen SAYGI yazarın eseri indirme dosyası ABONE OLDUKTAN SONRA makale duyuruları için.

REST bu şekilde indirilebilir... - şifre yoktur!

Kuvvetesneklik- güç bu vücut deforme olduğunda meydana gelir ve vücudun önceki şeklini ve boyutunu geri kazanmayı amaçlar.

Elastik kuvvet, bir maddenin molekülleri ve atomları arasındaki elektromanyetik etkileşimin bir sonucu olarak ortaya çıkar.

Deformasyonun en basit versiyonu, bir yayın sıkıştırılması ve uzatılması örneği kullanılarak düşünülebilir.

Bu resimde (x>0) - çekme deformasyonu; (X< 0) — sıkıştırma deformasyonu. (Fx) - dış kuvvet.

Deformasyonun en önemsiz olduğu durumda, yani küçük, elastik kuvvet, vücudun hareketli parçacıklarının yönünün tersi yönde yönlendirilir ve vücudun deformasyonu ile orantılıdır:

Fx = Fkontrol = - kx

Bu ilişki kullanılarak deneysel olarak kurulan Hooke yasası ifade edilmektedir. Katsayı k genellikle vücut sertliği denir. Bir cismin sertliği metre başına Newton (N/m) cinsinden ölçülür ve cismin boyutu ve şeklinin yanı sıra cismi oluşturan malzemelere de bağlıdır.

Fizikte, bir cismin sıkışma veya gerilme deformasyonunu belirleyen Hooke yasası tamamen farklı bir biçimde yazılmıştır. Bu durumda bağıl deformasyona denir.

Robert Hooke

(18.07.1635 - 03.03.1703)

İngiliz doğa bilimci, ansiklopedist

davranış ε = x/l . Aynı zamanda stres, göreceli deformasyondan sonra bir vücudun kesit alanıdır:

σ = F / S = -Fkontrol / S

Bu durumda Hooke yasası şu şekilde formüle edilir: σ gerilimi bağıl deformasyonla orantılıdır ε . Bu formülde katsayı e Young modülü denir. Bu modül gövdenin şekline ve boyutlarına bağlı değildir, aynı zamanda doğrudan gövdeyi oluşturan malzemelerin özelliklerine de bağlıdır. Çeşitli malzemeler için Young modülü oldukça geniş bir aralıkta dalgalanır. Örneğin, kauçuk için E ≈ 2·106 N/m2 ve çelik için E ≈ 2·1011 N/m2 (yani beş kat daha fazla).

Daha karmaşık deformasyonların meydana geldiği durumlarda Hooke yasasını genelleştirmek oldukça mümkündür. Örneğin bükülme deformasyonunu düşünün. İki desteğe dayanan ve önemli bir sapmaya sahip bir çubuğu düşünelim.

Desteğin (veya süspansiyonun) yanından bu gövdeye elastik bir kuvvet etki eder; bu destek tepki kuvvetidir. Desteğin gövdeler temas ettiğinde reaksiyon kuvveti, temas yüzeyine kesinlikle dik olarak yönlendirilecektir. Bu kuvvete genellikle normal basınç kuvveti denir.

İkinci seçeneği ele alalım. Vücut sabit bir yatay masanın üzerinde yatıyor. Daha sonra desteğin tepkisi yer çekimi kuvvetini dengeler ve dikey olarak yukarıya doğru yönlendirilir. Ayrıca vücut ağırlığı, vücudun masaya etki ettiği kuvvet olarak kabul edilir.

Stabiliteyi ve dış yüklere karşı direnci belirlemek için yay sertliği gibi bir parametre kullanılır. Buna Hooke katsayısı veya esneklik katsayısı da denir. Aslında yay sertliği özelliği, güvenilirliğinin derecesini belirler ve üretimde kullanılan malzemeye bağlıdır.

Aşağıdaki yay türleri sertlik katsayısının ölçümüne tabidir:

• Sıkıştırma;
• Burkulma;
• Bükme;
• Burulma.

İstediğiniz tipte yay imalatı.

Yay sertliği nedir?

Örneğin araba süspansiyonu için hazır yaylar seçerken, ürün koduna veya boya ile uygulanan işaretlere göre ne kadar sertliğe sahip olduğunu belirleyebilirsiniz. Diğer durumlarda sertlik hesaplamaları yalnızca deneysel yöntemlerle yapılır.

Bir yayın deformasyona bağlı sertliği değişken veya sabit olabilir. Deformasyon sırasında sertliği değişmeyen ürünlere doğrusal denir. Ve sertlik katsayısının dönüşlerin konumundaki değişikliklere bağımlılığı olanlara "aşamalı" denir.

Otomotiv endüstrisinde süspansiyonla ilgili olarak yay sertliğinin aşağıdaki sınıflandırması vardır:

• Artan (ilerleyen). Arabanın daha sert bir sürüşünün karakteristiği.
• Azalan (gerici) sertlik. Aksine süspansiyonun “yumuşaklığını” sağlar.

Sertlik değerinin belirlenmesi aşağıdaki başlangıç ​​verilerine bağlıdır:

• Üretimde kullanılan hammadde türleri;
• Metal telin dönüş çapı (Dw);
• Yay çapı (ortalama değer dikkate alınır) (Dm);
• Yay dönüş sayısı (Na).

Yay sertliği nasıl hesaplanır

Sertlik katsayısını hesaplamak için formül kullanılır:

k = G * (Dw)^4 / 8 * Na * (Dm)^3,

burada G kayma modülüdür. Bu değer çeşitli malzemelere ait tablolarda verildiğinden hesaplanamaz. Örneğin sıradan çelik için bu değer 80 GPa, yay çeliği için ise 78,5 GPa'dır. Formülden, geri kalan üç miktarın yay sertlik katsayısı üzerinde en büyük etkiye sahip olduğu açıktır: çap ve dönüş sayısı ile yayın kendi çapı. Gerekli sertlik göstergelerine ulaşmak için değiştirilmesi gereken bu özelliklerdir.

En basit araçları kullanarak sertlik katsayısını deneysel olarak hesaplayabilirsiniz: yayın kendisi, bir cetvel ve prototipe etki edecek bir yük.

Çekme sertliği katsayısının belirlenmesi

Çekme sertliği katsayısını belirlemek için aşağıdaki hesaplamalar yapılır.

• Ürünün bir serbest tarafı ile dikey bir süspansiyondaki yayın uzunluğu ölçülür - L1;
• Asılı yük ile yayın uzunluğu ölçülür - L2 100 g ağırlığında bir yük alırsanız, 1N (Newton) - F değeri ile etki edecektir;
• Son ve ilk uzunluk göstergeleri arasındaki fark hesaplanır - L;
• Esneklik katsayısı şu formül kullanılarak hesaplanır: k = F/L.

Sıkıştırma sertliği katsayısı aynı formül kullanılarak belirlenir. Yük, yalnızca asmak yerine dikey olarak monte edilmiş bir yayın üstüne monte edilir.

Özetlemek gerekirse, yay sertliği göstergesinin, kaynak malzemenin kalitesini gösteren ve nihai ürünün dayanıklılığını belirleyen, ürünün temel özelliklerinden biri olduğu sonucuna vardık.

Yaylar, basit ve karmaşık mekanizmaların parçası olan en yaygın parçalardan biri olarak adlandırılabilir. Üretiminde belirli bir yörünge boyunca sarılmış özel bir tel kullanılır. Bu ürünü karakterize eden oldukça fazla sayıda farklı parametre vardır. Bunlardan en önemlisi sertlik katsayısıdır. Parçanın temel özelliklerini belirler ve hesaplanıp diğer hesaplamalarda kullanılabilir. Bu parametrenin özelliklerine daha yakından bakalım.

Yay sertliğinin tanımı ve formülü

Yay sabitinin ne olduğu düşünülürken esneklik kavramına dikkat edilmelidir. Bunu belirtmek için F sembolü kullanılır. Bu durumda yayın elastik kuvveti aşağıdaki özelliklerle karakterize edilir:

1. Yalnızca vücut deforme olduğunda ortaya çıkar ve deformasyon ortadan kalktığında kaybolur.
2. Yay sertliğinin ne olduğu düşünülürken, dış yükün kaldırılmasından sonra gövdenin kısmen veya tamamen eski boyutuna ve şekline dönebileceği dikkate alınmalıdır. Böyle bir durumda deformasyon elastik kabul edilir.

Sertliğin, deforme olabilen elastik gövdelerin karakteristik bir özelliği olduğunu unutmayın. Oldukça yaygın bir soru, yay sertliğinin çizimlerde veya teknik belgelerde nasıl belirtildiğidir. Bunun için çoğunlukla k harfi kullanılır.

Vücudun çok fazla deformasyona uğraması çeşitli kusurların ortaya çıkmasına neden olur. Temel özellikler şunlardır:

1. Parça uzun süreli kullanımda geometrik parametrelerini koruyabilmektedir.
3. İndeks arttıkça yayın aynı kuvvetin etkisi altında sıkışması önemli ölçüde azalır.
4. En önemli parametre sertlik katsayısı olarak adlandırılabilir. Ürünün geometrik parametrelerine ve imalatta kullanılan malzemenin türüne bağlıdır.

Başka türden kırmızı yaylar oldukça yaygınlaştı. Otomotiv ürünlerinin üretiminde renk tanımı kullanılmaktadır. Hesaplama için aşağıdaki formül kullanılır: k=Gd 4 /8D 3 n. Bu formül aşağıdaki gösterimleri içerir:

1. G – kayma modülünü belirlemek için kullanılır. Bu özelliğin büyük ölçüde bobinlerin imalatında kullanılan malzemeye bağlı olduğu dikkate alınmalıdır.
2. d – telin çap göstergesi. Haddeleme ile üretilir. Bu parametre aynı zamanda teknik belgelerde de belirtilmiştir.
3. D, tel eksen etrafına sarıldığında oluşturulan dönüşlerin çapıdır. Atanan görevlere bağlı olarak seçilir. Çap, birçok yönden cihazı sıkıştırmak için ne kadar yük uygulanacağını belirler.
4. n – dönüş sayısı. Bu gösterge oldukça geniş bir aralıkta değişebilir ve aynı zamanda ürünün temel performans özelliklerini de etkiler.

Söz konusu formül, çok çeşitli mekanizmalara monte edilen silindirik yaylar için sertlik katsayısının hesaplanması durumunda kullanılır. Bu birim Newton cinsinden ölçülür. Standartlaştırılmış ürünler için sertlik katsayısı teknik literatürde bulunabilir.

Yay bağlantı sertliği formülü

Bazı durumlarda vücudun birkaç yay ile birbirine bağlandığını unutmayın. Bu tür sistemler çok yaygınlaştı. Bu durumda sertliği belirlemek çok daha zordur. Bağlantının özellikleri arasında aşağıdaki noktalara dikkat edilebilir:

1. Paralel bağlantı, parçaların seri olarak yerleştirilmesiyle karakterize edilir. Bu yöntem, oluşturulan sistemin esnekliğini önemli ölçüde artırabilir.
2. Sıralı yöntem, parçaların birbirine bağlanmasıyla karakterize edilir. Bu bağlantı yöntemi esneklik derecesini önemli ölçüde azaltır, ancak maksimum uzamada önemli bir artışa izin verir. Bazı durumlarda gerekli olan maksimum uzatmadır.

Her iki durumda da bağlantının özelliklerini belirleyen belirli bir formül kullanılır. Elastik kuvvet modülü, belirli bir ürünün özelliklerine bağlı olarak önemli ölçüde değişebilir.

Ürünleri seri bağlarken gösterge şu şekilde hesaplanır: 1/k=1/k 1 +1/k 2 +…+1/k n. Söz konusu gösterge oldukça önemli bir özellik olarak kabul ediliyor, bu durumda azalıyor. Paralel bağlantı yöntemi şu şekilde hesaplanır: k=k 1 +k 2 +…k n.

Bu tür formüller çok çeşitli hesaplamalarda, çoğunlukla da matematik problemlerinin çözümü sırasında kullanılabilir.

Yay bağlantı sertliği katsayısı

Paralel veya seri bağlantı için bir parçanın sertlik katsayısının yukarıdaki göstergesi, bağlantının birçok özelliğini belirler. Çoğu zaman bir yayın uzamasının ne olduğu belirlenir. Paralel veya seri bağlantının özellikleri arasında aşağıdaki noktalara dikkat edilebilir:

1. Paralel bağlandığında her iki ürünün uzaması eşit olacaktır. Serbest konumda her iki seçeneğin de aynı uzunluğa sahip olması gerektiğini unutmayın. Sıralı olarak gösterge iki katına çıkar.
2. Serbest konum - parçanın yük uygulanmadan yerleştirildiği bir durum. Çoğu durumda hesaplamalarda dikkate alınan şey budur.
3. Sertlik katsayısı kullanılan bağlantı yöntemine göre değişir. Paralel bağlantı durumunda gösterge iki katına çıkar, seri bağlantıda ise azalır.

Hesaplamalar yapmak için tüm elemanlar için bir bağlantı şeması oluşturmanız gerekir. Taban taranmış bir çizgi ile temsil edilir, ürün şematik olarak gösterilir ve gövde basitleştirilmiş bir biçimde gösterilir. Ayrıca kinetik ve diğer enerjiler büyük ölçüde elastik deformasyona bağlıdır.

Helezon yay sertlik katsayısı

Pratikte ve fizikte oldukça yaygınlaşan silindirik yaylardır. Temel özellikleri aşağıdakileri içerir:

1. Oluştururken, çeşitli kuvvetlerin çoğunun etki ettiği merkezi bir eksen belirlenir.
2. Söz konusu ürünün üretiminde belli çapta tel kullanılmaktadır. Özel bir alaşımdan veya sıradan metallerden yapılmıştır. Malzemenin esnekliğinin artması gerektiğini unutmayın.
3. Tel eksen boyunca sırayla sarılır. Aynı veya farklı çaplarda olabileceklerini düşünmeye değer. Silindirik versiyon oldukça yaygın hale geldi, ancak silindirik versiyon sıkıştırılmış durumda daha fazla stabilite ile karakterize edilir, parça küçük bir kalınlığa sahiptir.
4. Ana parametreler, dönüşlerin büyük, orta ve küçük çapını, telin çapını ve ayrı halkaların adımını içerir.

İki tür parça olduğunu unutmayın: sıkıştırma ve gerginlik. Sertlik katsayıları aynı formülle belirlenir. Fark şudur:

1. Sıkıştırma versiyonu, uzak bir dönüş düzenlemesi ile karakterize edilir. Aralarındaki mesafe nedeniyle sıkıştırma mümkündür.
2. Esneme için tasarlanan modelde neredeyse birbirine yakın konumlanmış halkalar bulunuyor. Bu şekil, minimum esnemeyle maksimum elastik kuvvete ulaşılacağını belirler.
3. Burulma ve bükülmeye göre tasarlanmış tasarım seçeneği de mevcuttur. Böyle bir detay belirli formüller kullanılarak hesaplanır.

Silindirik bir yayın katsayısının hesaplanması, daha önce belirtilen formül kullanılarak gerçekleştirilebilir. Göstergenin aşağıdaki parametrelere bağlı olduğunu belirler:

1. Halkaların dış yarıçapı. Daha önce belirtildiği gibi, bir parçanın imalatında etrafına halkaların sarıldığı bir eksen kullanılır. Aynı zamanda ortalama ve iç çapların da ayırt edildiğini unutmayın. Benzer bir gösterge teknik belgelerde ve çizimlerde belirtilmiştir.
2. Oluşturulan dönüş sayısı. Bu parametre büyük ölçüde ürünün serbest uzunluğunu belirler. Ayrıca halka sayısı sertlik katsayısını ve diğer birçok parametreyi belirler.
3. Kullanılan telin yarıçapı. Başlangıç ​​malzemesi çeşitli alaşımlardan yapılan teldir. Özellikleri birçok yönden söz konusu ürünün kalitesini etkiler.
4. Kullanılan malzemenin türüne bağlı olarak kayma modülü.

Sertlik katsayısı, çok çeşitli hesaplamalar yapılırken dikkate alınan en önemli parametrelerden biri olarak kabul edilir.

Ölçü birimleri

Hesaplamalar yapılırken hesaplamaların yapıldığı ölçü birimleri de dikkate alınmalıdır. Yayın uzamasının ne olduğu düşünülürken ölçü biriminin Newton olmasına dikkat edilir.

Bir parçanın seçimini kolaylaştırmak için birçok üretici bunu renk tanımıyla belirtir.

Yayların renge göre bölünmesi otomotiv endüstrisinde yapılmaktadır.

Bu tür işaretlemenin özellikleri arasında aşağıdakilere dikkat ediyoruz:

1. A Sınıfı beyaz, sarı, turuncu ve kahverengi tonlarıyla gösterilir.
2. B Sınıfı mavi, camgöbeği, siyah ve sarı renklerde mevcuttur.

Kural olarak benzer bir özellik bobinin dış tarafında da belirtilir. Üreticiler seçim sürecini büyük ölçüde kolaylaştıran küçük bir şerit uyguluyorlar.

Yay bağlantılarının sertliğini hesaplamanın özellikleri

Yukarıdaki bilgiler, sertlik katsayısının, en uygun ürünü seçerken ve diğer birçok durumda hesaplanması gereken oldukça önemli bir parametre olduğunu göstermektedir. Bu nedenle yay sertliğinin nasıl bulunacağı oldukça yaygın bir sorudur. Bağlantının özellikleri arasında aşağıdakilere dikkat ediyoruz:

1. Yay uzaması hesaplama sırasında ve test sırasında belirlenebilir. Bu gösterge kabloya ve diğer parametrelere bağlı olabilir.
2. Hesaplamalar için çeşitli formüller kullanılabilir ve ortaya çıkan sonuç neredeyse hatasız olacaktır.
3. Ana parametrelerin belirlendiği testler yapmak mümkündür. Bu ancak özel ekipman kullanılarak belirlenebilir.

Daha önce de belirtildiği gibi seri ve paralel bağlantı yöntemleri vardır. Her ikisi de dikkate alınması gereken kendi spesifik özellikleriyle karakterize edilir.

Sonuç olarak söz konusu parçanın çeşitli mekanizmaların tasarımının önemli bir parçası olduğunu not ediyoruz. Yanlış bir tasarım uzun süre dayanmayacaktır. Aynı zamanda çok fazla deformasyonun performans özelliklerinde bozulmaya neden olduğunu da unutmamalıyız.

Er ya da geç, bir fizik dersinde öğrenciler ve öğrenciler elastikiyet kuvveti ve yay sertliği katsayısının ortaya çıktığı Hooke yasası ile ilgili problemlerle karşı karşıya kalırlar. Bu miktar nedir ve cisimlerin deformasyonu ve Hooke yasasıyla nasıl bir ilişkisi vardır?

Öncelikle bazı temel terimleri tanımlayalım., bu makalede kullanılacaktır. Bir cisme dışarıdan etki ettiğinizde ya ivme kazanacağı ya da deforme olacağı bilinmektedir. Deformasyon, dış kuvvetlerin etkisi altında bir cismin boyutunda veya şeklinde meydana gelen değişikliktir. Yük kaldırıldıktan sonra nesne tamamen eski haline dönerse, bu tür bir deformasyonun elastik olduğu kabul edilir; vücut değiştirilmiş bir durumda kalırsa (örneğin bükülmüş, gerilmiş, sıkıştırılmış vb.), deformasyon plastiktir.

Plastik deformasyonlara örnekler:

• kil modelleme;
• bükülmüş alüminyum kaşık.

Sırayla, Elastik deformasyonlar dikkate alınacaktır:

• elastik bant (gerdirebilirsiniz, ardından orijinal durumuna geri dönecektir);
• yay (sıkıştırıldıktan sonra tekrar düzelir).

Bir cismin (özellikle bir yayın) elastik deformasyonunun bir sonucu olarak, içinde uygulanan kuvvete eşit büyüklükte ancak ters yönde yönlendirilmiş bir elastik kuvvet ortaya çıkar. Bir yayın elastik kuvveti onun uzamasıyla orantılı olacaktır. Matematiksel olarak şu şekilde yazılabilir:

F elastik kuvvettir, x gerilme sonucunda vücut uzunluğunun değiştiği mesafedir, k bizim için gerekli sertlik katsayısıdır. Yukarıdaki formül aynı zamanda ince bir çekme çubuğu için Hooke yasasının özel bir durumudur. Bu yasa genel hatlarıyla şu şekilde formüle edilir: “Elastik bir cisimde meydana gelen deformasyon, bu cisme uygulanan kuvvetle orantılı olacaktır.” Yalnızca küçük deformasyonlardan bahsettiğimiz durumlarda geçerlidir (gerilme veya sıkıştırma, orijinal gövdenin uzunluğundan çok daha azdır).

Sertlik katsayısının belirlenmesi

Sertlik katsayısı(buna esneklik veya orantılılık katsayısı da denir) çoğunlukla k harfiyle yazılır, ancak bazen D veya c adını da bulabilirsiniz. Sayısal olarak sertlik, birim uzunluk başına yayı geren kuvvetin büyüklüğüne eşit olacaktır (SI - 1 metre durumunda). Esneklik katsayısını bulma formülü Hooke yasasının özel bir durumundan türetilmiştir:

Sertlik değeri ne kadar büyük olursa, gövdenin deformasyona karşı direnci de o kadar büyük olacaktır. Hooke katsayısı aynı zamanda bir cismin dış yüklere ne kadar dayanıklı olduğunu da gösterir. Bu parametre geometrik parametrelere (tel çapı, sarım sayısı ve tel eksenindeki sarım çapı) ve yapıldığı malzemeye bağlıdır.

Sertlik için SI ölçüm birimi N/m'dir.

Sistem sertliği hesabı

Daha karmaşık problemler var toplam sertliğin hesaplanması gereklidir. Bu tür uygulamalarda yaylar seri veya paralel bağlanır.

Yay sisteminin seri bağlantısı

Seri bağlantıyla sistemin genel sağlamlığı azalır. Esneklik katsayısını hesaplama formülü aşağıdaki gibi olacaktır:

1/k = 1/k1 + 1/k2 + … + 1/ki,

burada k sistemin genel rijitliğidir, k1, k2, …, ki her bir elemanın bireysel rijitliğidir, i sistemde yer alan tüm yayların toplam sayısıdır.

Yay sisteminin paralel bağlantısı

Yayların paralel bağlanması durumunda, sistemin genel esneklik katsayısının değeri artacaktır. Hesaplama formülü şöyle görünecek:

k = k1 + k2 + … + ki.

Yay sertliğinin deneysel olarak ölçülmesi - bu videoda.

Deneysel yöntem kullanılarak sertlik katsayısının hesaplanması

Basit bir deney yardımıyla bağımsız olarak hesaplayabilirsiniz. Hooke katsayısı nedir?. Deneyi gerçekleştirmek için ihtiyacınız olacak:

• cetvel;
• bahar;
• bilinen kütleye sahip yük.

Deney için eylem sırası aşağıdaki gibidir:

1. Yayı herhangi bir uygun desteğe asarak dikey olarak sabitlemek gerekir. Alt kenar serbest kalmalıdır.
2. Cetvel kullanılarak uzunluğu ölçülür ve x1 olarak kaydedilir.
3. Kütlesi m bilinen bir yük serbest uçtan asılmalıdır.
4. Yayın uzunluğu yüklendiğinde ölçülür. x2 ile gösterilir.
5. Mutlak uzama hesaplanır: x = x2-x1. Uluslararası birim sisteminde sonuç elde etmek için onu hemen santimetre veya milimetreden metreye dönüştürmek daha iyidir.
6. Deformasyona neden olan kuvvet cismin yerçekimi kuvvetidir. Bunu hesaplamak için kullanılan formül F = mg'dir; burada m, deneyde kullanılan yükün kütlesidir (kg'a dönüştürülür) ve g, yaklaşık 9,8'e eşit olan serbest ivmenin değeridir.
7. Hesaplamalardan sonra geriye sadece yukarıda formülü belirtilen sertlik katsayısını bulmak kalıyor: k = F/x.

Sertliği bulmaya yönelik problem örnekleri

Sorun 1

10 cm uzunluğundaki bir yaya F = 100 N kuvveti etki etmektedir. Gerilmiş yayın uzunluğu 14 cm'dir.

1. Mutlak uzama uzunluğunu hesaplıyoruz: x = 14-10 = 4 cm = 0,04 m.
2. Formülü kullanarak sertlik katsayısını buluyoruz: k = F/x = 100 / 0,04 = 2500 N/m.

Cevap: Yay sertliği 2500 N/m olacaktır.

Sorun 2

10 kg ağırlığındaki bir yük, bir yay üzerine asıldığında onu 4 cm kadar germiştir. 25 kg ağırlığındaki başka bir yükün onu ne kadar gereceğini hesaplayınız.

1. Yayı deforme eden yer çekimi kuvvetini bulalım: F = mg = 10 · 9,8 = 98 N.
2. Esneklik katsayısını belirleyelim: k = F/x = 98 / 0,04 = 2450 N/m.
3. İkinci yükün etki ettiği kuvveti hesaplayalım: F = mg = 25 · 9,8 = 245 N.
4. Hooke yasasını kullanarak mutlak uzama formülünü yazıyoruz: x = F/k.
5. İkinci durum için esneme uzunluğunu hesaplıyoruz: x = 245 / 2450 = 0,1 m.

Cevap: İkinci durumda yay 10 cm esneyecektir.

Video

Bu videoda yay sertliğinin nasıl belirleneceğini öğreneceksiniz.