Eksempel på en serie fjærer

4 eksempler på seriefjærarrangementer

1. Fem fjærer, hver med en kraftkonstant på 200 N/m, er anordnet i serie. Den ekvivalente fjærkonstanten for fjærarrangementet er…

Diskusjon
Det er kjent at:
Konstanten for hver fjær (k₁ = k₂ = k₃ = k₄ = k₅) = 200 N/m
Spurt: erstatningsfjærkonstant (k)
Jawab:

Erstatningsfjærkonstant :
1/k = 1/k₁ + 1/k₂ + 1/k₃ + 1/k₄ + 1/k₅
1/k = 1/200 + 1/200 + 1/200 + 1/200 + 1/200
1/k = 5/200
k = 200/5
k = 40 Newton/meter

2. To fjærer er anordnet som vist nedenfor. Hver fjær har en konstant k₁ = 200 N/m og k₂ = 300 N/m. En masse på 2 kg henger opp fra fjæren. Hvis tyngdeakselerasjonen er 10 m/s² så er lengdenøkningen på fjæraggregatet...
Diskusjon

Det er kjent at:
Fjærkonstant 1 (k₁) = 200 N/m
Fjærkonstant 2 (k₂) = 300 N/m
Lastens masse (m) = 2 kg
Tyngdeakselerasjon (g) = 10 m/s²
Vekten av lasten (w) = mg = (2)(10) = 20 Newton
Spurt: økning i lengde vårseriearrangement (X)
Jawab:
Erstatningsfjærkonstant :
1/k = 1/k₁ + 1/k₂
1/k = 1/200 + 1/300 = 3/600 + 2/600 = 5/600
k = 600/5
k = 120 Newton/meter
Økning i lengden på fjæraggregatet :
x = F / k = w / k
x = 20/120
x = 1/6 meter
Økningen i lengde på fjærarrangementet er økningen i total lengde på de tre fjærene.

3. Tre identiske fjærer er arrangert som vist nedenfor. En vekt på 15 Newton henges fra den nedre enden av fjærene, noe som får fjærsystemet til å forlenges med 5 cm. Fjærkonstanten til hver fjær er…
Diskusjon
Det er kjent at:
Lastens vekt (w) = 15 Newton
Økning i lengde på fjæraggregatet = 5 cm = 0,05 meter
Spurt: konstanten for hver fjær
Jawab:
Hitung kerstatningsfjærkonstant ved hjelp av formelen Hookes lov :
k = F / x = w / x
k = 15 / 0,05
k = 300 Newton/meter
Konstanten for hver fjær :
1/k = 1/k₁ + 1/k₂ + 1/k₃
1/300 = 1/k + 1/k + 1/k
1/300 = 3/k
k = (3)(300)
k = 900
k = 900 N/m
De tre fjærene er identiske, så de har de samme konstantene. Fjærkonstant 1 (k₁) = fjærkonstant 2 (k₂) = fjærkonstant 3 (k₃) = 900 Newton/meter

4. Tre fjærer hver med en konstant k arrangert i serie. Den kombinerte fjærkonstanten er…
A. 1/5 k
F. 1/4 k
C. 1/3 k
D. 1/2 k
E. k
Diskusjon:

Fjærkonstantformel for serieoppstilling :
1 / k_p = 1/k + 1/k + 1/k
Kombinert fjærkonstant :
1 / k_p = 3/k
k_p = k/3 = 1/3 k
Det riktige svaret er C.