Nā pūnāwai ma ke ʻano moʻo a me ke ʻano like - nā pilikia a me nā hoʻonā

1. Hoʻopili ʻia kahi mea 160-gram ma kekahi wēlau o kahi pūnāwai a ʻo ka loli o ka lōʻihi o ka pūnāwai he 4 kenimika. He aha ka loli o ka lōʻihi o ʻekolu nā pūnāwai i hoʻopili ʻia ma ke ʻano moʻo a me ke ʻano like, e like me ka mea i hōʻike ʻia ma ke kiʻi ma lalo nei?

ʻIke ʻia:

ʻO ka loli o ka lōʻihi o kahi pūnāwai (Δx) = 4 kenimika = 0.04 m Nā pūnāwai ma ke ʻano moʻo a me ke ʻano like - nā pilikia a me nā hoʻonā 1

Ka Mass (m) = 160 grams = 0.16 kg

ʻO ka wikiwiki ma muli o ka umekaumaha (g) = 10 m/s²

Weight (w) = mg = (0.16)(10) = 1.6 Newtons

Makemake ʻia: ʻO ka loli o ka lōʻihi o ʻekolu mau pūnāwai (Δx)

Lōlā:

ʻO ke kaulike o Kanawai o Hooke :

k = w / Δx = 1.6 / 0.04 = 40 N/m

Loaʻa i nā pūnāwai ʻekolu ke kūpaʻa like, k = 40 N/m.

E hoʻoholo i ke kūpaʻa like:

Puna 2 (k₂) a me ka pūnāwai 3 (k₃) tare i hoʻopili ʻia ma ke ʻano like. ʻO ke kūpaʻa like:

k₂₃ = k₂ +k₃ = 40 + 40 = 80 N/m

Puna 1 (k₁) a me ka pūnāwai 23 (k₂₃) ua hoʻopili ʻia ma ke ʻano moʻo. ʻO ke kūpaʻa like:

1/k = 1/k₁ + 1/k₂₃ = 1/40 + 1/80 = 2/80 + 1/80 = 3/80

k = 80/3

E hoʻoholo i ka loli o ka lōʻihi o ʻekolu mau pūnāwai:

Δx = w / k = 1.6 : 80/3 = (1.6)(3/80) = 4.8 / 80 = 0.06 m = 6 kenimika

2. ʻEkolu mau pūnāwai me ke kūpaʻa like i hoʻopili ʻia ma ke ʻano moʻo a me ke ʻano like, a me kahi mea 2-kg i hoʻopaʻa ʻia ma kekahi wēlau o kahi pūnāwai, e like me ka mea i hōʻike ʻia ma ke kiʻi ma lalo. ʻO ke kūpaʻa pūnāwai ʻo k₁= k₂ = k₃= 300 N/m. He aha ka loli o ka lōʻihi o nā pūnāwai ʻekolu. ʻO ka wikiwiki ma muli o ke koʻikoʻi he g = 10 ms^-2.

ʻIke ʻia:

Paʻa puna k₁= k₂ = k₃= 300 Nm^-1

Ka wikiwiki ma muli o ke koʻikoʻi (g) = 10 ms^-2

Ka nuipa o ka mea (m) = 2 kg

Kaumaha o ka mea (w) = mg = (2)(10) = 20 Newtons

ike no hoi Ke kānāwai Kirchhoff - nā pilikia a me nā hoʻonā

Makemake ʻia: ʻO ka loli o ka lōʻihi o nā pūnāwai ʻekolu (Δx)

Lōlā:

E hoʻoholo i ke kūpaʻa like:

Puna 1 (k₁) a me ka pūnāwai 2 (k₂) ua pili like ʻia. ʻO ke kūpaʻa like:

k₁₂ = k₁ +k₂ = 300 + 300 = 600 N/m

Puna 3 (k₃) a me ka pūnāwai 12 (k₁₂) ua hoʻopili ʻia ma ke ʻano moʻo. ʻO ke kūpaʻa like:

1/k = 1/k₃ + 1/k₁₂ = 1/300 + 1/600 = 2/600 + 1/600 = 3/600

k = 600/3 = 200 N/m

E hoʻoholo i ka loli o ka lōʻihi o nā pūnāwai ʻekolu:

Δx = w / k = 20/200 = 2/20 = 1/10 = 0.1 m

3. Ua hoʻopili ʻia ʻekolu mau pūnāwai ma ke ʻano moʻo a me ke ʻano like, e like me ka mea i hōʻike ʻia ma ke kiʻi ma lalo nei. Inā ʻo ke kūpaʻa pūnāwai k = 50 Nm^-1 a me kahi nuipa o 400 grams i hoʻopaʻa ʻia ma kekahi wēlau o kahi pūnāwai. He aha ka loli o ka lōʻihi o nā pūnāwai ʻekolu.

ʻIke ʻia:

Paʻa puna 1 (k₁) = k = 50 Nm^-1

Paʻa puna 2 (k₂) = k = 50 Nm^-1

Paʻa puna 3 (k₃) = 2k = 2 (50 Nm^-1) = 100 Nm^-1

Ka nuipa o ka mea (m) = 400 grams = 0.4 kg

Ka wikiwiki ma muli o ke koʻikoʻi (g) = 10 m/s²

Kaumaha o ka mea (w) = mg = (0.4)(10) = 4 Newtons

Makemake ʻia: Ka loli o ka lōʻihi (Δx)

Lōlā:

E hoʻoholo i ke kūpaʻa like:

Puna 1 (k₁) a me ka pūnāwai 2 (k₂) ua pili like ʻia. ʻO ke kūpaʻa like:

k₁₂ = k₁ +k₂ = 50 + 50 = 100 N/m

Puna 3 (k₃) a me ka pūnāwai 12 (k₁₂) ua hoʻopili ʻia ma ke ʻano moʻo. ʻO ke kūpaʻa like:

1/k = 1/k₃ + 1/k₁₂ = 1/100 + 1/100 = 2/100

k = 100/2 = 50 N/m

E hoʻoholo i ka loli o ka lōʻihi o nā pūnāwai ʻekolu:

Δx = w / k = 4 / 50 = = 0.08 m = 8 kenimika

Pehea ka hopena o ka hoʻohui ʻana i nā pūnāwai ma nā moʻo i ke kūpaʻa pūnāwai holoʻokoʻa?
- pane mai: Ke hui pū ʻia nā pūnāwai ma ke ʻano moʻo, ua hoʻemi ʻia ke kūpaʻa pūnāwai holoʻokoʻa. ʻO ka reciprocal o ke kūpaʻa pūnāwai like ka huina o nā reciprocals o nā kūpaʻa pūnāwai pākahi: 1/k $=1/ k ^{1} + 1/ k ^{2}$ .
Pehea e loli ai ke kūpaʻa puna holoʻokoʻa ke hui pū ʻia nā puna ma ke ʻano like?
- pane mai: ʻO ka hoʻohui ʻana i nā pūnāwai ma ke ʻano like e hopena i kahi kūpaʻa pūnāwai holoʻokoʻa ʻo ia ka huina o nā kūpaʻa pūnāwai pākahi: k $= k_{1} + k_{2}$ .

Inā hoʻonohonoho ʻia ʻelua mau pūnāwai like ma ke ʻano moʻo, pehea e hoʻohālikelike ʻia ai ke kūpaʻa pūnāwai i hui pū ʻia me ke kūpaʻa pūnāwai o kahi pūnāwai hoʻokahi?
- pane mai: ʻO ke kūpaʻa pūnāwai i hui pū ʻia he hapalua ia o ke kūpaʻa pūnāwai o kekahi o nā pūnāwai pākahi.

He aha ka mea e hana ʻia i ka hoʻolōʻihi ʻana a i ʻole ke kaomi ʻana o nā pūnāwai ma ke ʻano he moʻo ke hoʻopili ʻia kahi ikaika?
- pane mai: No nā pūnāwai i loko o kahi moʻo, ʻo ka ikaika like ke kumu o kēlā me kēia pūnāwai e hoʻolōʻihi a ʻomi paha, akā ʻo ka hoʻolōʻihi holoʻokoʻa (a i ʻole kaomi) ʻo ia ka huina o nā hoʻolōʻihi (a i ʻole kaomi) o kēlā me kēia pūnāwai.

Inā hoʻokau ʻia nā pūnāwai ma ke ʻano like i kahi ikaika, pehea e puʻunaue ʻia ai kēlā ikaika?
- pane mai: No nā pūnāwai i ka like ʻana, ua puʻunaue ʻia ka ikaika ma waena o nā pūnāwai e pili ana i kā lākou mau kūpaʻa pūnāwai. ʻO nā pūnāwai me kahi kūpaʻa pūnāwai kiʻekiʻe aʻe e halihali i ka hapa nui o ka ikaika ma mua o nā mea me kahi kūpaʻa pūnāwai haʻahaʻa.
No ke aha e hiki ai ke manaʻo ʻia nā pūnāwai i loko o kahi moʻo he pūnāwai hoʻokahi me ka lōʻihi?
- pane mai: Loaʻa i nā pūnāwai ma ke ʻano moʻo kahi hopena i hui pū ʻia e like me ke kīkoʻo ʻana i hoʻokahi pūnāwai lōʻihi. Hoʻohui ʻia nā hoʻolōʻihi a i ʻole ke kaomi ʻana o kēlā me kēia pūnāwai, e like me kā lākou e hana ai i kahi pūnāwai lōʻihi hoʻokahi.

Pehea e hoʻohālikelike ʻia ai ka ikehu hiki ke mālama ʻia i loko o nā pūnāwai ma ke ʻano moʻo me ko nā pūnāwai ma ke ʻano like no ka ikaika like i hoʻopili ʻia?
- pane mai: Mālama nā pūnāwai ma nā moʻo i ka ikehu hiki ke ʻoi aku ma mua o nā pūnāwai ma ke ʻano like no ka ikaika like i hoʻopili ʻia no ka mea ke hana nei lākou i kahi hoʻonui a i ʻole kaomi i hui pū ʻia me ka nui.
Inā haki kekahi o nā pūnāwai i kahi hoʻonohonoho like a lilo paha i mea ʻole, he aha ka mea e hana ai i ke ʻano holoʻokoʻa o ka ʻōnaehana?
- pane mai: Inā haki kekahi pūnāwai ma kahi hoʻonohonoho like, e hana mau ana nā pūnāwai i koe. Eia nō naʻe, e emi ana ke kūpaʻa pūnāwai holoʻokoʻa o ka ʻōnaehana, a ʻaʻole hiki i ka ʻōnaehana ke hoʻohana i ka ikaika hoʻihoʻi e like me ma mua.

No ke aha i ʻoi aku ai ka maʻalahi o nā pūnāwai ma nā moʻo i nā deformations nui aʻe ma mua o nā mea ma ke ʻano like no ka ikaika like?
- pane mai: No nā pūnāwai ma ke ʻano moʻo, hana ka ikaika like ma kēlā me kēia pūnāwai, e hoʻolōʻihi a ʻomi paha i kēlā me kēia. ʻO ka deformation holoʻokoʻa ka huina o nā deformations pākahi. Ma ke ʻano like, ua puʻunaue ʻia ka ikaika ma waena o nā pūnāwai, no laila e ʻike kēlā me kēia i kahi ikaika kūpono i emi iho, e alakaʻi ana i nā deformations pākahi liʻiliʻi.
Ma nā noi hana, no ke aha e koho ai nā ʻenekinia e hoʻohana i nā pūnāwai ma ke ʻano like ma mua o ka moʻo?

pane mai: Hiki paha i nā ʻenekinia ke koho i nā pūnāwai ma ke ʻano like e hoʻokō ai i kahi kūpaʻa pūnāwai holoʻokoʻa kiʻekiʻe aʻe, e hopena ana i ka hana ʻoi aku ka paʻakikī. Hiki i kēia hoʻonohonoho ke hāʻawi i ka redundancy; inā hāʻule kekahi pūnāwai, e hoʻomau ka ʻōnaehana i ka hana, ʻoiai me ka emi ʻana o ka kūpaʻa pūnāwai holoʻokoʻa.