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후크의 법칙과 단순 조화 운동

Overview

출처: 케트론 미첼 윈, 박사, 아산타 쿠레이, 박사, 물리학 및 천문학, 물리 과학 학교, 캘리포니아 대학, 어바인, 캘리포니아

잠재적인 에너지는 물리학에서 중요한 개념입니다. 잠재적 에너지는 주변 을 기준으로 물체의 위치에 의존하는 힘과 관련된 에너지입니다. 다른 비디오에서 논의되는 중력 잠재적 에너지는 지상 물체의 높이에 직접적으로 비례하는 에너지입니다. 마찬가지로, 스프링 잠재 에너지를 정의할 수 있으며, 이는 완화된 상태에서 스프링의 변위에 직접적으로 비례합니다. 늘거나 압축된 스프링은 물체에 대한 작업을 수행할 수 있기 때문에 잠재적인 에너지를 가지고 있습니다. "일을 할 수있는 능력"은 종종 에너지의 기본 정의로 인용됩니다.

이 비디오는 스프링에 저장된 잠재적 인 에너지를 보여줍니다. 또한 스프링의 복원 력 방정식 또는 Hooke의 법칙을 확인합니다. 스프링 상수는 다른 탄성의 스프링에 대해 다릅니다. Hooke의 법칙은 검증되고 스프링 상수는 중단된 스프링에 다양한 가중치를 부착하고 결과 변위를 측정하여 측정됩니다.

Procedure

1. 봄의 봄 상수 및 잠재적 인 에너지를 측정하고 질량과 진동 기간 T 사이의 관계를 확인합니다.

  1. 알려진 스프링 상수, 스프링을 부착하는 스탠드, 스프링, 미터 스틱 및 스톱워치에 부착할 수 있는 다양한 질량의 무게가 최소 5개 이상인 스프링을 획득하십시오.
  2. 스탠드를 견고한 파운데이션에 고정하고 스프링을 스탠드에 부착합니다. 테이블이나 지면에 부딪히지 않고 스트레칭할 수 있는 충분한 공간이 있는지 확인하십시오.
  3. 각 질량에 대해, 지구의 중력력(F =mg)에의해 봄에 가해지는 힘을 계산한다. 가장 적은 무게로 시작합니다. 표 1에서이러한 값을 기록합니다.
  4. 스프링이 늘어나지 않은 위치에 있는 동안 테이블 표면 위로 얼마나 높은지 측정합니다.
  5. 스프링에 가장 적은 중량을 부착하고 변위 Δy1을 측정합니다(그림 1참조). 표 1

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Results

상수 k = 10 N/m의 스프링으로 수행된 실험의 대표적인 결과는 표 1에도시된다. 변위 Δy대 F의 플롯은 그림 2에서아래에 플롯됩니다. 선형 함수는 선에 적합하며 선의 기울기는 오차 범위 내에서 스프링 상수와 같습니다. 결과의 선형성은 Hooke의법칙(수학식 1)의유효성을 보여줍니다.

표 1을 검사?...

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Application and Summary

스프링의 사용은 우리의 일상 생활에서 유비쿼터스입니다. 현대 자동차의 서스펜션은 제대로 감쇠 된 스프링으로 만들어집니다. 이를 위해서는 스프링 상수에 대한 지식이 필요합니다. 매끄러운 캐딜락 라이드를 위해, 낮은 스프링 상수가 있는 스프링이 사용되고, 타는 것은 "무시에"입니다. 고성능 자동차는 스프링을 사용하여 스프링상수량이 높으며 취급을 개선합니다. 다이빙 보드는 또한 보?...

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Tags
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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