Wie Sie sich bewerben Hooke -Gesetz , eine eigene Federwaage Marke
Hooke -Gesetz besagt, dass , wenn Sie eine Feder zu dehnen , wird es eine Rückstellkraft ( Rücken an die Strecke ziehen ) linear mit dem Abstand, den Sie strecken auszuüben. In Gleichungsform ist es F = kx , wobei F = die Rückstellkraft , x = Abstand der Faden gestreckt wird, und k die Federkonstante ( eine Zahl, die von den Materialeigenschaften der Feder abhängt) . Das negative Vorzeichen bedeutet, dass die Rückstellkraft in die entgegengesetzte Richtung von der Strecke. Da jede Aktion eine gleiche und entgegengesetzte Reaktion ( Newtons drittes Gesetz der Bewegung ) , bedeutet Hooke -Gesetz auch die Menge der Kraft, mit der man zieht an einer Feder ist linear proportional zur Distanz (F = kx ) zu dehnen. In anderen Worten, wenn Sie eine Feder doppelt so stark ziehen , wird es doppelt so weit zu dehnen.
Wenn Sie ein Objekt aus dem Ende einer Feder hängen , die Kraft der Schwerkraft auf das Objekt wird auf der Feder ziehen . Da der Zug der Schwerkraft auf ein Objekt ist proportional zu seiner Masse , können Sie Hooke -Gesetz gelten durch Aufhängen von einer Feder herauszufinden, die Masse eines Objekts - Ihre eigenen Feder scale.Things Sie brauchen
Metall Feder
Ösenschraube
Haken und Öse Spannschloss
Zangen
Drill
Bohrer etwas kleiner als der Durchmesser der Schraube -Augen - Gewindeende
2-by -4- Zoll-Board
Zwei Böcken oder Tabellen
Ein kleines Objekt, dessen Massen Sie bereits
Objekt unbekannter Massen
Ruler
Bleistift oder Kugelschreiber
Papier
Weitere Anweisungen
Konstruktion zu zeigen wissen
1
bohren Sie ein kleines Loch in der Nähe des Starter Zentrum einer Breitseite des 2-by -4- Zoll-Board , mit dem Bohrer und Bohrer.
2
Schrauben Sie die Schraube in das Auge Starter Loch mit der Hand. Ziehen Sie ihn mit der Hand so weit wie es geht. Klemmen Sie die Zange auf die Schraube Auge und ein wenig mehr.
3
Ziehen Sie die Schraube sorgfältig Auge Befestigen Sie ein Ende des Metallfeder an der Schraube Auge , durch Biegen um die Schraube mit Auge die Zange .
4
Befestigen Sie die Augen Ende der Haken und Ösen Spannschloss mit dem freien Ende der Feder , wieder durch Biegen der Feder um das Auge mit der Zange .
5
Unterstützen Sie das Brett an beiden Enden mit den Böcken oder Tabellen , so dass die Feder nach unten von der Schraube Auge hängen .
Kalibrierung
6
Messen Sie die Länge der Feder , während es unten hängen nur mit dem Haken und Ösen Spannschloss befestigt . Notieren Sie sich die Länge .
7
Hang der kleine Gegenstand bekannter Masse von der Hakenteil des Spannschlosses . Warten, bis der Frühling nicht mehr bewegt . Messen Sie die Länge der Feder wieder mit der kleinen Masse befestigt . Notieren Sie sich die Länge der Feder und die Masse des Objekts. Entfernen Sie das Objekt aus dem Schneider.
8
Berechnen Sie das Gewicht des Objekts. W = mg : Gewicht ist gleich Masse mal Beschleunigung der Schwerkraft. Auf der Erdoberfläche , g = 9,8 m /s ^ 2 . Das Gewicht gibt Ihnen die Kraft (F) Begriff im Hookeschen Gesetz .
9
Berechnen Sie den Unterschied in der Länge der Feder mit und ohne die Masse befestigt . Dieser Unterschied ist die Verschiebung ( x) Begriff im Hookeschen Gesetz .
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Legen Sie Ihre Messwerte für F und X in die Hooke -Gesetz Gleichung F = kx . ( Das negative Vorzeichen ist hier nicht enthalten , da die Kraft und die Verschiebung in die gleiche Richtung. ) Lösen der unbekannten k . Notieren Sie sich den Wert von k .
Mit der Federwaage
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Hang eine Aufgabe der unbekannten Masse aus dem Hakenende des Spannschlosses .
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Messen Sie die Länge der Feder mit diesem Objekt. Notieren Sie sich die Länge der Feder .
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Berechnen Sie den Unterschied in der Länge der Feder mit dem Objekt angebracht ist, und die Länge der Feder ohne Objekt. Dieser Unterschied wird die Verschiebung ( x) Begriff in der Hooke -Gesetz Gleichung.
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Legen Sie Ihre gemessene Wert für x, und Ihre zuvor berechneten Wert für k, in der Hooke -Gesetz Gleichung (F = kx ) . Lösen Sie nach der unbekannten F. Notieren Sie den Wert F. Dies ist das Gewicht des Objekts.
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Gewichts Konvertieren in die Massen unter Verwendung der Gleichung W = mg . Setzen Sie in Ihrem gemessen Gewicht des Objekts für W, und dem konstanten Wert von g auf der Erdoberfläche , 9,8 Meter /Sekunde ^ 2 . Lösen Sie diese für den unbekannten m. Dies gibt Ihnen die Masse des Objekts .