Fa'ata'ita'iga o le fa'atulagaga fa'asolosolo-tutusa o punavai

4 faʻataʻitaʻiga o faʻatulagaga o le spring faʻasolosolo-tutusa

1. E tolu vaipuna tutusa, e tofu ma le elastic constant e 200 N/m, ua fa'atulaga fa'asolosolo ma tutusa e pei ona fa'aalia i le ata o lo'o i lalo. O lo'o tautau se mamafa w mai le pito i lalo o le spring assembly, ma fa'ateleina ai le umi o le spring assembly i le 1 cm. O le mamafa o le mamafa w o le…
Talanoaga
Ua iloa e faapea:
O le tumau o vaipuna taitasi (k₁ = k₂ = k₃) = 200 N/m
O le fa'ateleina o le umi o le faiga o le spring (x) = 1 cm = 0,01 mita
Fesiligia: mamafa o le avega (w)
Tali:
Faitauga muamua tumau o le tautotogo tu'ufa'atasiga.
O le puna 1 ma le puna 2 ua fa'atulaga fa'atasi. O le tutusa o le puna tumau e fa'apea:
k_p = k₁ +k₂ = 200 + 200 = 400 Newtoni/mita

Puna fa'aopoopo fa'atulagaga tutusa (k_p) ma le tautotogo 3 (k₃) ua fa'atulaga fa'asolosolo. O le tumau o le tautotogo sui e:
1/k = 1/k_p + 1/k₃ = 1/400 + 1/200 = 1/400 + 2/400 = 3/400
k = 400/3 Newton/mita
Fuafua le mamafa o le avega e faʻaaoga ai le fua faʻatatau Tulafono a Hooke.
F = w = kx
w = (400/3)(0,01) = 4/3 Niutoni
O le mamafa o le avega e 4/3 Newtons

2. E fa ni vaipuna tutusa e tofu ma le tumau e 500 N/m, ua fa'atulaga fa'asolosolo ma fa'alava. Fuafua le fa'aopoopoga o le umi o le faiga o le vaipuna pe a tu'uina atu se avega e 20 Newtons.
Talanoaga
Ua iloa e faapea:
O le tumau o vaipuna taitasi (k₁ = k₂ = k₃ = k₄) = 500 N/m
O le mamafa o le avega (w) = 20 Newtons
Fesili: faʻateleina o le umi o le faiga o le spring (x)
Tali:
Muamua fuafua le tuufaatasiga o le tumau o le spring.
O le puna 1, le puna 2 ma le puna 3 ua fa'atulaga fa'atasi. O le tutusa o le puna tumau e fa'apea:
k_p = k₁ +k₂ +k₃ = 500 + 500 + 500 = 1500 Newtoni/mita

Puna fa'aopoopo fa'atulagaga tutusa (k_p) ma le tautotogo 4 (k₄) ua fa'atulaga fa'asolosolo. O le tumau o le tautotogo sui e:
1/k = 1/k_p + 1/k₃ = 1/1500 + 1/500 = 1/1500 + 3/1500 = 4/1500
k = 1500/4 = 375 Newton/mita
Faaaoga le tulafono a Hooke e fuafua ai le faaopoopoga o le umi o le faiga o le spring. O le faaopoopoga o le umi o le faiga o le spring e faapea:
x = F / k = w / k
x = 20 / 375
x = 0,05 mita
x = 5 senitimita

3. E fa ni vaipuna tutusa ua fa'atulaga fa'asolosolo ma fa'alava e pei ona fa'aalia i le ata o lo'o i lalo. A tu'uina atu se avega e 20 Newtons, e fa'ateleina le umi o le faiga o le vaipuna i le 4 cm. Fuafua (a) le tu'ufa'atasiga tumau o le faiga. puna fa'asolosolo-tutusa (b) le tumau o puna taitasi.
Talanoaga
Ua iloa e faapea:
O le mamafa o le avega (w) = 20 Newtons
O le fa'ateleina o le umi o le faiga o le spring (x) = 4 cm = 0,04 mita
Tali:
(a) tu'ufa'atasiga tumau o le faiga o le tautotogo
k = F / x = w / x
k = 20 / 0,04 = 500 Newtons/mita
(b) tumau o tautotogo taitasi
E tutusa lava puna e fa ina ia tutusa uma puna e fa. Afai e suia puna 1, 2, ma le 3 i se puna e tasi, o le a iai ni puna e lua, o puna sui tutusa (k_p) ma le tautotogo 4 (k₄). O nei punavai e lua ua faatulagaina i se faasologa. O le fua faatatau mo le fuafuaina o le faasologa tumau o le:
1/k = 1/k_p + 1/k₄  
1/500 = 1/k_p + 1/k₄  —- fua fa'atatau 1
k_p o le sui o le spring constant mo springs 1, 2, ma le 3 ua faatulagaina tutusa. Talu ai e tutusa springs e tolu, o le constant o springs taitasi e tutusa le tele ma e mafai ona faatusalia e le mataitusi k.
k_p = k₁ +k₂ +k₃
k_p = k + k + k
k_p = 3k —- fua fa'atatau 2
Suia le k_p i le fua fa'atatau 1 ma le k_p i le fua fa'atatau 2. Suitulaga fo'i i le k₄ ma le k
1/500 = 1/3k + 1/k
1/500 = 1/3k + 3/3k
1/500 = 4/3k
3k = (4)(500)
3k = 2000
k = 2000 / 3
k = 667 N/m (i'uga fa'ata'amilomilo)
O lea la, o le tumau o vaipuna taitasi o le k₁ = k₂ = k₃ = k₄ = 667 Newton/mita.

4. E tolu punavai ua faatulagaina e pei ona faaalia i le ata o loo i lalo. O le tumau o punavai taitasi o le k.₁= 100 N/m, k₂ = 100 N/m, k₃ = 200 N/m. O loʻo tautau se mea mamafa i le pito i lalo o le spring ina ia oʻo ai i le faʻaopoopoga o le umi o le spring assembly i le 10 cm. Afai o le faʻavavevaveina ona o le kalave e 10 m/s² ona o le mamafa lea o le avega…
A. 1 ​​kg
B. 2 kilokalama
C. 3 kilokalama
D. 4 kilokalama
E. 5 kilokalama

Talanoaga:
Ua iloa :
k₁= 100 N/m, k₂ = 100 N/m, k₃ = 200 N/m
x = 10 cm = 0,1 mita
g = 10 m/s²
Fesiligia :
Mamafa o le avega (m) ?
Tali :
Fua Fa'atatau o le Tulafono a Hooke :
F = kx
w = kx
mg = kx
Fa'amatalaga: F = malosi, w = kalave, m = mamafa o le avega, g = fa'avavevaveina ona o le kalave, k = tumau o le spring, x = fa'ateleina o le umi o le fa'apotopotoga o le spring
Fuafua le tuufaatasiga o le tautotogo tumau :
O le puna 1 ma le puna 2 ua fa'atulaga fa'atasi. O le tutusa o le puna tumau e fa'apea:
k_p = k₁ +k₂ = 100 + 100 = 200 N/m
O le puna sui ma le puna 3 ua fa'atulaga fa'asolosolo. O le tumau o le puna sui e fa'apea:
1/k = 1/k_p + 1/k₃ = 1/200 + 1/200 = 2/200
k = 200/2 = 100 N/m
Fuafua le mamafa o le avega :
mg = kx
m (10) = (100)(0,1)
m (10) = 10
m = 10 / 10
m = 1 kilokalama
O le tali sa'o o le A.