Расчёт жёсткости пружины по закону Гука
Жёсткость пружины (коэффициент упругости) — это мера её сопротивления деформации. Для расчёта жёсткости используется закон Гука, который гласит, что величина растяжения пружины пропорциональна приложенной к ней силе, пока деформация остаётся в пределах упругости.
Формула закона Гука выглядит так:
[
F = k \cdot \Delta x
]
где:
- ( F ) — сила, приложенная к пружине (в ньютонах, Н);
- ( k ) — жёсткость пружины (в ньютонах на метр, Н/м);
- ( \Delta x ) — изменение длины пружины (в метрах, м).
Исходя из вышеуказанной формулы, жёсткость можно выразить как:
[
k = \frac{F}{\Delta x}
]
Пример: Если стальная пружина удлинилась на 15 мм под действием силы 120 Н, необходимо перевести удлинение в метры: 15 мм = 0.015 м. Тогда:
[
k = \frac{120 \, \text{Н}}{0.015 \, \text{м}} \approx 8000 \, \text{Н/м}
]
Таким образом, жёсткость данной пружины составляет примерно 8000 Н/м.
Эта формула широко применяется в механике для определения характеристик упругих тел и анализа их поведения под нагрузками.
Категория: Физика
Теги: механика, упругость, закон Гука