Czy kiedykolwiek widziałeś wnętrze łóżka lub łóżko sprężynowe? Tak, w środku zobaczysz układ sprężyn o tej samej pozycji. Teraz pytanie, czym jest wiosna? Sprężyna to elastyczny przedmiot używany do magazynowania energii mechanicznej, w przypadku którego na zmianę wymiarów długości duży wpływ ma wielkość siły. Jak łóżko lub łóżko sprężynowe, sprężyny mogą być sprzężone z innymi sprężynami i tworzyć serie sprężyn szeregowo, równolegle lub mieszane.
W swoim celu układ sprężyn może być naciągnięty lub ułożony szeregowo i równolegle lub nawet połączenie obu. Taki układ ma na celu uzyskanie zamiennej sprężyny o stałej zgodnie z potrzebami. Układ szeregowy ma na celu zmniejszenie stałej sprężyny, tak aby wzrost długości odczuwany przez układ sprężyn był większy, podczas gdy układ równoległy ma na celu zwiększenie stałej sprężyny, tak aby wzrost długości układu sprężyn był mniejszy niż szereg układ.
Układ sprężyn szeregowych
W układzie szeregowym siła odczuwana przez każdą pegasę jest taka sama. Jednak w przypadku każdej wiosny nastąpi eksploatacja dwukrotnie dłuższa, gdzie wzrost całkowitej długości sprężyny jest sumą wzrostu długości każdej sprężyny.
(Przeczytaj także: Fale poprzeczne i podłużne, różnica?)
Pierwsza sprężyna pociągnie pierwszą sprężynę, po zwiększeniu długości pierwszej sprężyny o x, następnie pierwsza sprężyna będzie kontynuowana do drugiej sprężyny zgodnie z prawem Hooke'a, a następnie stała zastępcza dla układu sprężyn szeregowych wynosi:
1 / Ks = 1 / K1 + 1 / K2 + …… + 1 / KN
Równoległy układ sprężyn
W międzyczasie, gdy sprężyny są ustawione równolegle, całkowita siła sprężyny jest równa wielkości siły, z jaką działa każda sprężyna. Jednak wzrost całkowitej długości sprężyn jest taki sam, jak wzrost długości każdej sprężyny. Stałe zastępcze dla równoległego układu sprężyn to:
K.p = K.1 + K.2 + …… + KN
Przykład problemów:
Jeśli są dwie identyczne sprężyny, które mają stałą sprężystości 200 N / m. Określić stałą układu sprężyn, jeśli sprężyna (a) jest połączona szeregowo; (b) równolegle.
Wiesz: K1 = K2 = 200 N / m
Pytanie: stała sprężystości (a) seria; (b) równolegle
Odpowiedź:
Wielkość stałej można określić za pomocą następującego równania:
- 1 / Kseria = 1 / K2 + 1 / K2 = 1/200 + 1/200 = 100 N / m
- K.par = K.1 + K.2 = 200 + 200 = 400 N / m
Zatem siła sprężyny jest stałą szeregową równą 100 N / m, podczas gdy stała równoległa wynosi 400 N / m.
