Вам понадобится
- - рессорная пружина;
- - грузы с определенной массой;
- - линейка;
- - тетрадь для записей;
- - калькулятор.
Инструкция
1
Представьте, что вы решили своими руками соорудить грузовую тележку для мотоцикла или автомобиля, чтобы вывозить мусор со двора, привозить с поля урожай и так далее. Желательно, чтобы тележка была на рессорах. Если у вас есть пружинные рессоры, и вы знаете их коэффициент жесткости, вы можете вычислить, какой массы груз они способны нести. Коэффициент жесткости также можно вычислить опытным путем.
2
Различные пружины предназначены для работы на сжатие, растяжение, кручение или изгиб. В школе на уроках физики детей учат определять коэффициент жесткости пружины, работающей на растяжение. Для этого на штативе вертикально подвешивается пружина в свободном состоянии. Один из учеников с помощью линейки замеряет ее длину. И результат записывается в тетрадь как L 1 = …
3
Затем к нижнему концу подвешивается груз определенной массы, например, 0.1 кг. Он воздействует на пружину, растягивая ее, с силой 1Ньютон (1Н). Напарник измеряет получившуюся длину растянутой пружины. Показание L 2, которое, естественно, будет большим, также записывается в тетрадь как L 2 = … Простым арифметическим действием L 2 – L 1 = находится величина растяжения L.
4
По закону Гука: F упр. = kL. Следовательно, чтобы найти коэффициент упругости (k), надо силу растяжения пружины (F) разделить на величину удлинения (L). k = F/L.
5
Чтобы опытным путем определить коэффициент упругости заготовленной вами для тележки пружины, ее надо будет сжимать. Эта работа значительно сложнее выполняемой в школьной лаборатории. Во-первых, замерьте длину пружины в свободном состоянии и запишите результат(L 1).
6
Установите пружину вертикально в какую-нибудь гильзу, оставив свободной небольшую верхнюю часть. Возьмите определенный груз, например, гимнастическую гирю 16, 24 или 32 кг. Установите ее на верхний торец пружины и отметьте на гильзе или непосредственно измерьте линейкой длину сжатой пружины (L 2). Осторожно снимите гирю.
7
Вычислите значение L как разницу: L 1 - L 2. Подставьте значения в уже известную формулу k = F/L. Подбирайте по формуле F = kL допустимую массу перевозимого груза, исходя из величины сжатия пружины.
Видео по теме
Обратите внимание
Проявляйте максимальную осторожность при работе с пружиной. Она, стремясь распрямиться, в любой момент может «выстрелить» в непредсказуемом направлении и нанести увечье.
