Foromo e sa Feleng ea Selemo
Li-spring ke e 'ngoe ea likarolo tsa motheo tsa mechini e sebelisoang ho boloka le ho lokolla matla. Lits'ebetsong tse fapaneng tsa botekgeniki, li-spring li sebelisoa ho fokotsa ho thothomela, ho boloka matla, le ho fana ka matla a ho khutla litsamaisong tse fapaneng tsa mechini. Se-spring coefficient, se tsejoang hape e le coefficient ea selemo kapa se-spring force constant, ke paramethara ea bohlokoa e khethollang ho tiea ha selemo. Sengoloa sena se tla tšohla se-spring coefficient, liforomo tse amanang le sona, le ts'ebeliso ea sona masimong a fapaneng.
Ho utloisisa Selemo sa Selemo
Sephetho sa selemo (\(k\)) ke tekanyo ea ho thatafala ha selemo. Sephetho sena se hlalosa kamano pakeng tsa matla a sebelisoang ho selemo le phetoho e hlahang (ho lelefatsa kapa ho khutsufatsa). Ka lipalo, kamano ena e hlalosoa ke Molao oa Hooke:
\[
F = k \cdot x
\]
Moo:
– \(F\) ke matla a sebediswang sedibeng (Newton, N),
– \(k\) ke selemo se sa fetoheng (Newton ka mithara, N/m),
– \(x\) ke katoloso kapa khutsufatso ea selemo ho tloha boemong ba sona ba tekano (limithara, m).
Molao oa Hooke o sebetsa ho li-spring tse ka har'a meeli ea tsona e tenyetsehang, moo sepring e tla khutlela sebopehong sa eona sa pele ka mor'a hore matla a sebelisitsoeng a tlosoe.
Ho Bala Selemo se sa Feleng
Ho bala nako e sa fetoheng ea selemo, re hloka ho tseba matla a sebelisoang le ho lelefala kapa ho khutsufala ho hlahang. Ho latela Molao oa Hooke, nako e sa fetoheng ea selemo e ka baloa ho sebelisoa mokhoa ona:
\[
k = \frac{F}{x}
\]
Mohlala, haeba selemo se atolosoa ka limithara tse 0,1 ha se le tlas'a matla a li-Newton tse 10, nako ea sona ea selemo ke:
\[
k = \frac{10 \, \text{N}}{0.1 \, \text{m}} = 100 \, \text{N/m}
\]
Matla a ka Khonehang a Selemo
Li-spring le tsona li boloka matla a ka bang teng ha li qobelloa. Matla a ka bang teng a selemo (\(U\)) a bolokiloeng ka har'a selemo se nang le sebopeho se fosahetseng a fanoa ka mokhoa o latelang:
\[
U = \frac{1}{2} kx^2
\]
Foromo ena e bontša hore matla a ka bang teng ka har'a selemo a lekana ka ho toba le sekwere sa phetoho ea sona. Matla ana a lokolloa ha selemo se khutlela boemong ba sona ba tekano.
Kopo ea Kamehla ea Selemo
Sekontiri sa selemo se na le lits'ebetso tse ngata tse sebetsang mafapheng a fapaneng. Tse ling tsa tsena li kenyelletsa:
1. Dikoloi: Sistimi ea ho fanyeha koloi, li-spring li sebelisoa ho kokobetsa ho thothomela le ho fana ka boiketlo ba ho palama. Sekhahla sa selemo se fanyehisitsoeng se khetholla hore na suspension e tiile kapa e bonolo hakae.
2. Mekaniki: Li-spring li sebelisoa mekhoeng e fapaneng ea mechini, joalo ka lisebelisoa tsa ho lekanya matla (li-dynamometer), litsamaiso tsa ho leka-lekanya, le li-damper tsa ho thothomela. Sekontiri sa selemo se netefatsa hore litsamaiso tsena li sebetsa hantle 'me li fihlela litlhoko tsa moralo.
3. Lisebelisoa tsa elektroniki: Lisensor le li-actuator tse ling, li-spring li sebelisoa ho fana ka matla a ho khutlisa a hlokahalang bakeng sa ts'ebetso e nepahetseng. Mohlala, ka har'a li-switch kapa likonopo, li-spring li fana ka maikutlo a amang ho mosebelisi.
4. Lipapali le Boithabiso: Li-spring li sebelisoa lisebelisoa tsa lipapali tse kang li-trampoline, li-bow, le lisebelisoa tsa boikoetliso. Sekhahla sa selemo se ama ts'ebetso le polokeho ea lisebelisoa.
5. Bongaka: Disebedisweng tsa bongaka tse kang di-prostheses le dithuso tsa ho tsamaya, di-spring di sebediswa ho etsisa metsamao ya tlhaho ya mmele. Di-spring tse nepahetseng di netefatsa boiketlo le tshebetso e ntle bakeng sa mosebedisi.
Ho Bala Nako e sa Feleng ea Selemo Potolohong ea Selemo
Li-spring li ka hokahanngoa ka litlhophiso tse fapaneng, tse kang letoto le bapileng. Palo ea kamehla ea selemo lipotolohong tsena e fapana ho latela sebopeho.
Springs ka Letoto
Ha li-spring tse peli kapa ho feta li hokahantsoe ka tatellano, kakaretso ea selemo e sa fetoheng (\(k_{\text{total}}\)) e fanoa ke:
\[
\frac{1}{k_{\text{total}}} = \frac{1}{k_1} + \frac{1}{k_2} + \cdots + \frac{1}{k_n}
\]
Tlhophisong ea letoto, matla a tšoanang a sebelisoa selemo se seng le se seng, empa phetoho eohle ke kakaretso ea liphetoho tsa selemo se seng le se seng.
Springs ka Parallel
Ha li-spring tse peli kapa ho feta li hokahane ka ho lekana, kakaretso ea selemo e sa fetoheng (\(k_{\text{total}}\)) e fanoa ke:
\[
k_{\text{total}} = k_1 + k_2 + \cdots + k_n
\]
Ka tlhophiso e bapileng, phetoho e tšoanang e ba teng selemo se seng le se seng, empa matla ohle ke kakaretso ea matla a sebelisoang selemo se seng le se seng.
Mohlala oa ho Bala Nako e sa Feleng ea Selemo Potolohong
A re re re na le li-spring tse peli tse nang le li-constant tsa selemo \(k_1 = 200 \, \text{N/m}\) le \(k_2 = 300 \, \text{N/m}\). Re batla ho bala kakaretso ea constant ea selemo bakeng sa letoto le litlhophiso tse tsamaellanang.
Tlhophiso ea Letoto
\[
\frac{1}{k_{\text{total}}} = \frac{1}{200 \, \text{N/m}} + \frac{1}{300 \, \text{N/m}}
\]
\[
\frac{1}{k_{\text{total}}} = 0.005 + 0.00333 = 0.00833
\]
\[
k_{\text{total}} = \frac{1}{0.00833} \hoo e ka bang 120 \, \text{N/m}
\]
Phetoho e Tšoanang
\[
k_{\text{total}} = 200 \, \text{N/m} + 300 \, \text{N/m} = 500 \, \text{N/m}
\]
Nako e sa Feleng ea Selemo ho Litsamaiso tse Fetohang
Tlhahlobong ea litsamaiso tse feto-fetohang, kamehla ea selemo e boetse e sebelisoa li-equation tsa motsamao bakeng sa sistimi ea boima-selemo. Equation e fapaneng e hlalosang motsamao o bonolo oa oscillatory ke:
\[
m \frac{d^2x}{dt^2} + kx = 0
\]
Moo:
– \(m\) ke boima ba ntho (kg),
– \(\frac{d^2x}{dt^2}\) ke ho potlaka (m/s²),
– \(k\) ke nako e sa fetoheng ya selemo (N/m),
– \(x\) ke ho falla ho tloha boemong ba tekano (m).
Tharollo ea equation ena e bontša hore sistimi e tla sisinyeha ka maqhubu a tlhaho (\(\omega\)) a fanoeng ke:
\[
\omega = \sqrt{\frac{k}{m}}
\]
Tekanyo e sa Feleng ea Selemo
Sephetho sa selemo se ka lekanngoa ka ho sebedisa disebediswa tse bonolo tsa teko. Mokgwa o mong o tlwaelehileng ke ho hokela boima ho sepheto le ho lekanya bolelele bo hlahang. Ka ho tseba matla (boima ba boima) le bolelele, sephetho sa selemo se ka balwa ho sebediswa Molao wa Hooke.
Qetello
Sekoahelo sa selemo ke parameter ea bohlokoa e khethollang ho tiea ha selemo 'me e bapala karolo ea bohlokoa lits'ebetsong tse fapaneng tsa mechini le tsa botekgeniki. Ka ho utloisisa mekhoa e amanang le sekoahelo sa selemo, re ka sekaseka le ho rala litsamaiso tse sebelisang lisepori ka katleho. Ho tloha ho li-suspension tsa likoloi ho ea ho lisebelisoa tsa bongaka, sekoahelo sa selemo se netefatsa ts'ebetso e ntle le ts'ebetso e lebelletsoeng. Kutloisiso e felletseng ea sekoahelo sa selemo e nolofalletsa nts'etsopele ea mahlale a tsoetseng pele le lits'ebetso tse pharaletseng bophelong ba letsatsi le letsatsi.
