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フックの法則と簡単な調和運動

概要

ソース:ミッチェル ・ ウィン博士は Ketron、 Asantha Cooray、PhD、物理教室 & 天文学、物理的な科学の学校、カリフォルニア大学、アーバイン、カリフォルニア州

潜在的なエネルギーは、物理学における重要な概念です。潜在的なエネルギーは、その周辺を基準にしてオブジェクトの位置に依存する力に関連付けられているエネルギーです。重力ポテンシャル エネルギー、別のビデオで説明されて、関連付けられているエネルギーは、地上オブジェクトの高さに比例します。同様に、直接ばねの変位に比例してそのリラックスした状態から春の潜在的なエネルギーの定義することが可能です。ストレッチまたは圧縮されたスプリング オブジェクトに仕事をする能力があり、潜在的なエネルギーがあります。「仕事をする能力」は、エネルギー基本的な定義としてしばしば引用されています。

このビデオはばねに格納されている潜在的なエネルギーを示します。それはまたばね、またはフックの法則の復元力方程式を確認します。異なる弾力性のスプリングのバネ定数が違います。フックの法則を検証してバネ定数を用いて様々 な重みを中断された春に接続して、結果として得られる変位測定します。

手順

1. バネ定数とバネのポテンシャル エネルギーを測定し、質量と振動周期 t. 間の関係を確認

  1. 知られているばね定数、春に付けるスタンド、少なくとも 5 重春、メートルの棒およびストップウォッチに添付することができますさまざまな大衆のばねを取得します。
  2. スタンドの強固な基盤を固定し、春をスタンドに取り付けます。テーブルまたは地面を押すことがなくストレッチするそれをバネの下の十分な部屋があることを確認します。
  3. 大衆のそれぞれに対して、地球の重力によってばねにかかる力を計算 (F = mg)。少なくとも大規模な重量を開始します。表 1にこれらの値を記録します。
  4. 春は国連伸ばされた位置でどれくらいテーブルの表面の高さを測定します。
  5. 春には少なくとも大規模な体重を添付し、変位 Δy1 を測定 (図 1参照)。表 1にこの変位を記録します。
  6. 接続されている重量、それを解放する

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結果

定数kのばねで実施した実験の代表的な結果 = 10 N/m は、表 1に示します。変位 ΔyFのプロットは、以下の図 2にプロットされます。線形関数は、行に合うし、直線の傾きが許容誤差内のバネ定数と等しい。結果の直線性は、フックの法則 (式 1) の妥当性を示しています。

表 1春に添付されて?...

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申請書と概要

ばねの使用は、私たちの日常生活の中でユビキタスです。現代の車のサスペンションは、正しく制振ばねから作られます。バネ定数の知識が必要です。スムーズなキャデラックの乗り物は、低いばね定数のスプリングを使用し、乗り心地は"mushier"。高性能車より良いハンドリングのため高いばね定数とスプリングを使用します。どのくらい「バウンス」は時に必要なボードからダイビングに?...

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タグ
Hooke s LawSimple Harmonic MotionElastic ObjectsForceRestoring ForceElasticity ConstantDisplacementPotential EnergyWorkOscillationPosition Versus Time GraphSpringsWeightsExperimentValidate ConceptsSpring Constant

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0:01

Overview

1:07

Principles of Hooke’s Law and Simple Harmonic Motion

3:28

Measuring Spring Displacement and Oscillation Period

5:06

Data Analysis and Results

6:10

Applications

7:28

Summary

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