弹簧常数方程

关于弹簧常数方程的3个问题

1. 一根自由悬挂的弹簧长度为 10 厘米。在其自由端悬挂一个 200 克的重物,使弹簧的长度变为 11 厘米。若 g = 10 米/秒²2弹簧的劲度系数是多少?

已知:

弹簧的初始长度(y)1) = 10 厘米 = 0.10 米

弹簧的最终长度(y)2) = 11 厘米 = 0.11 米

弹簧长度变化 (Δy) = 0.11 – 0.10 = 0.01 米

负载的质量 (m) = 200 克 = 0.2 千克

负载重量 (w) = mg = (0,2)(10) = 2 牛顿

通缉: 弹簧常数(k)

解决方案:

弹簧常数公式:

F = k Δy

k = F / Δy = 2 / 0,01 = 200 / 1 = 200 牛顿/米

参见  热膨胀——问题与解决方案

2. 一根弹簧被拉伸10厘米后,势能为0.5焦耳。求该弹簧的劲度系数。

已知:

弹簧长度增加量 (Δy) = 10 厘米 = 0.1 米

弹簧势能(EP)= 0.5 焦耳

通缉: 弹簧常数(k)

解决方案:

弹簧常数是利用弹簧势能公式计算的:

EP = ½ k Δy2

2 EP = k Δy2

2 (0,5) = k (0,1)2

1 = k (0,01)

k = 1 / 0,01 = 100 / 1 = 100 牛顿/米

3. 一根弹簧受到 100 N 的拉力后,长度增加了 5 cm。计算该弹簧的劲度系数。

已知:

力 (F) = 100 N

弹簧长度增加量 (Δx) = 5 厘米 = 0.05 米

通缉: 弹簧常数(k)

参见  势能——问题与解决方案

解决方案:

F = k Δx

k = F / Δx = 100 / 0,05 = 10.000 / 5 = 2000 牛顿/米