የተከታታይ-ትይዩ የስፕሪንግስ አደረጃጀት ምሳሌ

ተከታታይ-ትይዩ የጸደይ ዝግጅቶች 4 ምሳሌዎች

1. እያንዳንዳቸው 200 N/m የሆነ የመለጠጥ ቋሚ ያላቸው ሦስት ተመሳሳይ ምንጮች፣ ከታች ባለው ምስል ላይ እንደሚታየው በተከታታይ እና በትይዩ ተደርድረዋል። ክብደት w ከስፕሪንግ ስብሰባው የታችኛው ጫፍ ላይ የተንጠለጠለ ሲሆን የፀደይ ስብሰባውን ርዝመት በ1 ሴ.ሜ ይጨምራል። የክብደት w ክብደት…
ውይይት
እንደሚታወቀው፡-
የእያንዳንዱ የጸደይ ቋሚ (k₁ = ኪ₂ = ኪ₃) = 200 N/m
የፀደይ ስርዓቱ ርዝመት መጨመር (x) = 1 ሴ.ሜ = 0,01 ሜትር
የተጠየቀው፡ የጭነት ክብደት (ወ)
መልስ፡
የመጀመሪያ ቆጠራ የጸደይ ቋሚ ጥምረት።
ጸደይ 1 እና ጸደይ 2 በትይዩ ተደርድረዋል። እኩያ የጸደይ ቋሚው የሚከተለው ነው፡
k_p = ኪ₁ + ክ₂ = 200 + 200 = 400 ኒውተን/ሜትር

የትይዩ ዝግጅት ምትክ ስፕሪንግስ (k)_p) እና ጸደይ 3 (k)₃) በተከታታይ የተደረደረ። የሚተካው የጸደይ ቋሚ ቁጥር፡
1/k = 1/k_p + 1/ኪ₃ = 1/400 + 1/200 = 1/400 + 2/400 = 3/400
k = 400/3 ኒውተን/ሜትር
ቀመሩን በመጠቀም የጭነቱን ክብደት አስሉ። የሁክ ህግ.
ረ = ወ = ኪ.ሜ.
w = (400/3)(0,01) = 4/3 ኒውተን
የጭነቱ ክብደት 4/3 ኒውተን ነው

2. አራት ተመሳሳይ ምንጮች እያንዳንዳቸው 500 N/m ቋሚ፣ በተከታታይ እና በትይዩ የተደረደሩ ናቸው። የ20 ኒውተን ጭነት ሲሰጥ የፀደይ ስርዓቱን ርዝመት መጨመር ይወስኑ።
ውይይት
እንደሚታወቀው፡-
የእያንዳንዱ የጸደይ ቋሚ (k₁ = ኪ₂ = ኪ₃ = ኪ₄) = 500 N/m
የክብደት ኃይል (w) = 20 ኒውተን
ጥያቄ፡ የጸደይ ስርዓት ርዝመት መጨመር (x)
መልስ፡
በመጀመሪያ የተጣመረውን የጸደይ ቋሚ አስላ።
ጸደይ 1፣ ጸደይ 2 እና ጸደይ 3 በትይዩ ተደርድረዋል። እኩያ የጸደይ ቋሚው የሚከተለው ነው፡
k_p = ኪ₁ + ክ₂ + ክ₃ = 500 + 500 + 500 = 1500 ኒውተን/ሜትር

የትይዩ ዝግጅት ምትክ ስፕሪንግስ (k)_p) እና ጸደይ 4 (k)₄) በተከታታይ የተደረደረ። የሚተካው የጸደይ ቋሚ ቁጥር፡
1/k = 1/k_p + 1/ኪ₃ = 1/1500 + 1/500 = 1/1500 + 3/1500 = 4/1500
k = 1500/4 = 375 ኒውተን/ሜትር
የጸደይ ስርዓቱን ርዝመት ለመጨመር የሁክን ህግ ይጠቀሙ። የጸደይ ስርዓቱ ርዝመት መጨመር እንደሚከተለው ነው፡
x = F / k = ወ / k
x = 20 / 375
x = 0,05 ሜትር
x = 5 ሴ.ሜ

3. አራት ተመሳሳይ ምንጮች በቅደም ተከተል እና በትይዩ ተደርድረዋል። 20 ኒውተን ጭነት ሲሰጥ የፀደይ ስርዓቱ ርዝመቱ በ4 ሴ.ሜ ይጨምራል። (ሀ) የስርዓቱን የተጣመረ ቋሚ ይወስኑ። ተከታታይ-ትይዩ ምንጮች (ለ) የእያንዳንዱ የጸደይ ቋሚ።
ውይይት
እንደሚታወቀው፡-
የክብደት ኃይል (w) = 20 ኒውተን
የፀደይ ስርዓቱ ርዝመት መጨመር (x) = 4 ሴ.ሜ = 0,04 ሜትር
መልስ፡
(ሀ) የጸደይ ስርዓት የተጣመረ ቋሚ
k = F / x = w / x
k = 20 / 0,04 = 500 ኒውተን/ሜትር
(ለ) የእያንዳንዱ ጸደይ ቋሚ
አራቱ ምንጮች ተመሳሳይ ስለሆኑ አራቱም ምንጮች ተመሳሳይ ቋሚነት አላቸው። ምንጮች 1፣ 2 እና 3 በአንድ ምንጭ ከተተኩ፣ ሁለት ምንጮች ይኖራሉ፣ እነሱም ትይዩ የሆኑ የመተኪያ ምንጮች (k)_p) እና ጸደይ 4 (k)₄) እነዚህ ሁለት ምንጮች በተከታታይ የተደረደሩ ናቸው። የተከታታይ ቋሚውን ለመወሰን ፎርሙላው፡
1/k = 1/k_p + 1/ኪ₄  
1/500 = 1/ኪ_p + 1/ኪ₄  —- እኩልታ 1
k_p በትይዩ የተደረደሩት የጸደይ 1፣ 2 እና 3 ምትክ የጸደይ ቋሚ ነው። ሦስቱ ምንጮች ተመሳሳይ ስለሆኑ፣ የእያንዳንዱ ጸደይ የጸደይ ቋሚ ተመሳሳይ መጠን ያለው ሲሆን በ k ፊደል ሊወከል ይችላል።
k_p = ኪ₁ + ክ₂ + ክ₃
k_p = k + k + k
k_p = 3k —- እኩልታ 2
k ተካ_p በእኩልታ 1 ከ k ጋር_p በእኩልታ 2 ውስጥ። እንዲሁም k ን ይተኩ₄ ከ k ጋር
1/500 = 1/3k + 1/k
1/500 = 1/3k + 3/3k
1/500 = 4/3 ኪ.ሜ
3 ኪ.ሜ = (4)(500)
3ሺህ = 2000
k = 2000 / 3
k = 667 N/m (የተጠጋጋ ውጤት)
ስለዚህ የእያንዳንዱ የጸደይ ቋሚው k ነው₁ = ኪ₂ = ኪ₃ = ኪ₄ = 667 ኒውተን/ሜትር።

4. ከታች ባለው ስእል እንደሚታየው ሶስት ምንጮች ተደርድረዋል። የእያንዳንዱ ስፕሪንግ ቋሚ ቁጥር k ነው።₁= 100 N/m, k₂ = 100 N/m, k₃ = 200 N/m. የጸደይ ወቅት ስብስብ የ10 ሴ.ሜ ርዝመት እንዲጨምር አንድ ክብደት በጸደይ ወቅት ግርጌ ላይ ይንጠለጠላል። በስበት ኃይል ምክንያት የሚፈጠረው ፍጥነት 10 ሜ/ሰ ከሆነ² ከዚያ የጭነቱ ክብደት…
ሀ. 1 ኪ.ግ.
ቢ. 2 ኪ.ግ.
ሲ 3 ኪ.ግ.
ዲ. 4 ኪ.ግ.
ኢ. 5 ኪ.ግ

ውይይት፡
የሚታወቅ ነው :
k₁= 100 N/m, k₂ = 100 N/m, k₃ = 200 N/m
x = 10 ሴ.ሜ = 0,1 ሜትር
ግ = 10 ሜ/ሰ²
ተጠይቋል :
የጭነት ክብደት (ሜ)?
ጃዋር :
የሁክ ሕግ ፎርሙላ :
ረ = ኪ.ሜ.
ወ = kx
ሚ.ግ = kx
መግለጫ፡ F = ኃይል፣ w = ስበት፣ m = የጭነት ክብደት፣ g = በስበት ኃይል ምክንያት የሚፈጠረው ፍጥነት፣ k = የጸደይ ቋሚ፣ x = የጸደይ ስብሰባ ርዝመት መጨመር
የተጣመረውን የጸደይ ቋሚ አስላ :
ጸደይ 1 እና ጸደይ 2 በትይዩ ተደርድረዋል። እኩያ የጸደይ ቋሚው የሚከተለው ነው፡
k_p = ኪ₁ + ክ₂ = 100 + 100 = 200 N/m
የሚተኩት የጸደይ እና የጸደይ 3 በቅደም ተከተል ተደርድረዋል። የሚተኩት የጸደይ ቋሚ የሚከተለው ነው፡
1/k = 1/k_p + 1/ኪ₃ = 1/200 + 1/200 = 2/200
k = 200/2 = 100 N/m
የጭነቱን ክብደት አስሉ :
ሚ.ግ = kx
ሜትር (10) = (100)(0,1)
ሜትር (10) = 10
ሜትር = 10 / 10
ሜትር = 1 ኪ.ግ
ትክክለኛው መልስ ሀ.