Como Aplicar a Lei de Hooke para fazer a sua própria escala de Primavera

Lei de Hooke afirma que, quando você esticar uma mola , ele vai exercer uma força de restauração ( puxar para trás contra o stretch) em proporção linear com a distância que você esticá-lo . Em forma de equação , é F = -kx , em que F = força de restauração , x = a distância da corda está esticada , e k = constante da mola ( um número que depende das propriedades do material da mola ) . O sinal negativo significa que a restauração pontos de força na direção oposta do trecho . Como toda ação tem uma reação igual e oposta ( Terceira Lei de Newton ) , a lei de Hooke também significa a quantidade de força com que você puxe uma mola é linearmente proporcional à distância que vai esticar (F = kx ) . Em outras palavras, se você puxar uma mola duas vezes mais duro , ele vai esticar duas vezes mais longe .

Se você pendura um objeto a partir da extremidade de uma mola , a força da gravidade sobre esse objeto vai puxar a mola . Uma vez que a força da gravidade sobre um objeto é proporcional à sua massa , você pode aplicar a lei de Hooke para descobrir a massa de um objeto por enforcamento-lo de uma nascente - fazendo seus próprios scale.Things primavera você vai precisar Metálico primavera
Screw olho
gancho eo esticador olho
Alicates
Broca
broca ligeiramente menor que o diâmetro de ponta olho parafuso -threaded página 2 -por-4 polegadas placa
Dois cavaletes ou mesas
Um pequeno objeto cuja massa você já sabe
objeto de massa desconhecida
Régua
lápis ou caneta papelaria personalizada de
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Construção
1

Faça um furo pequeno arranque perto do centro de um grande lado da placa 2-por- 4 polegadas, utilizando a broca e broca .
2

parafuso do olho parafuso no buraco arranque com a mão. Aperte -o com a mão , tanto quanto for possível. Prenda o alicate para o olho do parafuso e aperte cuidadosamente o olho parafuso um pouco mais
3

. Fixar uma extremidade da mola de metal para o olho do parafuso, dobrando -o ao redor do olho parafuso com os alicates .
4

Fixar a ponta do gancho de olho e do olho tensor para a extremidade livre da mola , de novo , dobrando a mola em torno do olho com o alicate .
5

Apoiar a bordo em cada extremidade com os cavaletes ou mesas , para que a primavera está pendurado para baixo do olho parafuso.
Calibração
6

Meça o comprimento da mola enquanto ele está pendurado para baixo , com apenas o gancho e olho tensor anexado. Anote o comprimento.
7

Pendure o pequeno objeto de massa conhecida da parte gancho do tensor . Aguarde até que a mola parar de se mover . Medir o comprimento da mola de novo com a pequena massa ligados . Anote o comprimento da mola ea massa do objeto. Retirar o objeto do gancho.
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Calcule o peso do objeto . W = mg : peso é igual a massa vezes a aceleração da gravidade . Na superfície da Terra , g = 9,8 m /s ^ 2 . O peso proporciona o termo força (F ) na lei de Hooke .
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computa a diferença no comprimento da mola com e sem a massa ligados . Essa diferença é o deslocamento (x) termo na lei de Hooke .
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Coloque seus valores medidos para F e x na equação da lei do Hooke , F = kx . ( O sinal negativo não está incluído aqui , porque a força e o deslocamento são na mesma direcção . ) Resolver para a k desconhecido . Anote o valor de k.
Usando a escala de Primavera
11 <​​p> Pendure um objeto de massa desconhecida a partir do final de gancho do tensor .
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Meça o comprimento da mola com este objeto anexado . Anotar o comprimento da mola .
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computa a diferença no comprimento da mola com o objecto preso , e o comprimento da mola com qualquer objecto preso . Esta diferença será o prazo de deslocamento ( x) na equação a lei do Hooke .
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Coloque o valor medido para x , e seu valor previamente calculado para k, na equação da lei do Hooke (F = kx ) . Resolva a F. desconhecido Anote o valor de F. Este é o peso do objeto.
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Convert peso em massa usando a equação W = mg . Coloque em seu peso medido do objeto para o W eo valor constante de g na superfície da Terra, 9,8 metros /segundo ^ 2 . Resolva isso para o m desconhecido. Isso lhe dá a massa do objeto .