胡克定律—問題與解決方案

1.下圖所示為力 (F) 與伸長量 (x) 的關係圖。求彈簧的勁度係數!

胡克定律範例及解 1解決方案

胡克定律公式:

k=F/x

F =力(牛頓)

k = 彈簧常數(牛頓/米)

x = 長度變化量(公尺)

彈簧常數:

k = 10 / 0.02 = 20 / 0.04

k = 500 N/m

[內部審查程序]

2. 確定彈簧常數。

胡克定律範例及解 1

解決方案

彈簧常數:

k=F/x

k = 5 / 0.01 = 10 / 0.02 = 15 / 0.03 = 20 / 0.04

k = 500 N/m

[內部審查程序]

3. 彈簧 A 的初始長度為 60 cm,彈簧 B 的初始長度為 90 cm。彈簧 A 的勁度係數為 100 N/m,彈簧 B 的勁度係數為 200 N/m。彈簧 A 的長度變化量與彈簧 B 的長度變化量之比為…

已知:

彈簧 A 的常數 (k A ) = 100 N/m

彈簧 B 的常數 (kB ) = 200 N/m

彈簧 A 上的力 (F A ) = F

彈簧 B 上的力 (F B ) = F

求: Δl A : Δl B

解決方案:

胡克定律公式:

Δl = F / k

Δl = 長度變化量,F = 力,k = 常數

彈簧A的長度變化:

Δl A = F A / k A = F / 100

彈簧B的長度變化:

Δl B = F B / k B = F / 200

彈簧 A 長度變化量與彈簧 B 長度變化量的比值:

Δl A : Δl B

F/100 : F/200

1/100 : 1/200

1/1 : 1/2

2:1

[內部審查程序]

4. 一條原長20公分的尼龍繩受到10牛頓的拉力,繩子長度變化了2公分。如果繩子長度變化了6厘米,求拉力的大小。

已知:

力 (F) = 10 N

長度變化量 ( Δl ) = 2 公分 = 0.02 米

求:當Δl = 0.06 m時,力 (F) 的大小。

解決方案:

持續的 :

k = F / Δl

k = 10 / 0.02 = 500 N/m

若Δl = 0.06 m,則力 (F) 的大小為:

F = kx

F = (500)(0.06)

F = 30牛

[內部審查程序]

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  1. 胡克定律
  2. 應力、應變、楊氏模量

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