የስፕሪንግ ኮንስታንት: ከእሱ ጋር የተያያዙ 27 አስፈላጊ ነገሮች

የፀደይ ቋሚ ፍቺ;

የፀደይ ቋሚ የፀደይ ጥንካሬ መለኪያ ነው. ከፍተኛ ጥንካሬ ያላቸው ምንጮች ለመለጠጥ በጣም አስቸጋሪ ናቸው. ምንጮች የመለጠጥ ቁሳቁሶች ናቸው. በውጫዊ ኃይሎች የፀደይ መበላሸት ሲተገበር እና ኃይሉን ከተወገደ በኋላ ወደ መጀመሪያው ቦታ ይመለሳል. የፀደይ መበላሸት መስመራዊ የመለጠጥ ቅርጽ ነው. መስመራዊ በጉልበት እና በማፈናቀል መካከል ያለው የግንኙነት መስመር ነው።

የፀደይ ቋሚ ቀመር: 

ረ= -ኬክስ 

የት, 

F= የሚተገበር ኃይል፣

K= የፀደይ ቋሚ 

x = ከመደበኛ ቦታ በተተገበረ ጭነት ምክንያት መፈናቀል.

የፀደይ ቋሚ ክፍሎች; 

ጸደይ-ቋሚው እንደ K ነው የሚወከለው፣ እና አሃዱ N/m ነው።

የፀደይ ቋሚ እንዴት ማግኘት ይቻላል?

የፀደይ ቋሚ እኩልታ; 

ስፕሪንግ-ቋሚው የሚወሰነው በ Hooke ህግ በሚከተለው መሰረት ነው፡-

በምንጮቹ ላይ የሚተገበረው ኃይል ከምንጩ ሚዛን ከመፈናቀሉ ጋር በቀጥታ ተመጣጣኝ ነው። 

 ተመጣጣኝነት ቋሚ የፀደይ ቋሚ ነው. የፀደይ ኃይል ከኃይል ተቃራኒ አቅጣጫ ነው. ስለዚህ, በኃይል እና በማፈናቀል መካከል ባለው ግንኙነት መካከል አሉታዊ ምልክት አለ.

ረ= -ኬክስ 

ስለዚህ,

K= -F/x(N/ሜትር)

የፀደይ ቋሚ መጠን;

K=-[MT^-2]

የማያቋርጥ የኃይል ምንጭ;

የማያቋርጥ የሀይል ምንጭ ሁክ ህግን የማይታዘዝ ምንጭ ነው። ፀደይ በእንቅስቃሴው ክልል ላይ የሚሠራው ኃይል ቋሚ እና በምንም መልኩ አይለዋወጥም. በአጠቃላይ እነዚህ ምንጮች የሚገነቡት ምንጮቹ በተንከባለሉበት ወቅት ነው፣ እናም ፀደይ ሙሉ በሙሉ ሲገለበጥ ዘና እንዲል እና ከተንከባለሉ በኋላ የመልሶ ማቋቋም ስራው ይከናወናል ምክንያቱም ፀደይ በሚገለበጥበት ጊዜ ጂኦሜትሪ በቋሚነት ስለሚቆይ። የቋሚው ሃይል ጸደይ በቋሚው ራዲየስ ራዲየስ ለውጥ ምክንያት ለመንከባለል የማያቋርጥ ኃይል ይፈጥራል።

የማያቋርጥ የፀደይ ኃይል መተግበሪያዎች

• ለሞተሮች ብሩሽ ምንጮች
• የማያቋርጥ የኃይል ሞተር ምንጮች 
• የመስኮት መከላከያ ምንጮች
• ሰረገላ የጽሕፈት መኪና ምንጮችን ይመልሳል 
• ሰዓት ቆጣሪዎች 
• የኬብል ሪትራክተሮች 
• የፊልም ካሜራዎች 
• የኤክስቴንሽን ምንጮች 

የማያቋርጥ የፀደይ ኃይል ሁልጊዜ የማያቋርጥ ኃይል አይሰጥም. መጀመሪያ ላይ, ውሱን ዋጋ ያለው እና የጸደይ ወቅት 1.25 እጥፍ ዲያሜትሩ ከተገለበጠ በኋላ ወደ ሙሉ ጭነት ይደርሳል እና ምንም እንኳን የተበላሸ ቢሆንም በፀደይ ወቅት ቋሚውን ኃይል ይጠብቃል. እነዚህ ምንጮች የሚሠሩት በብረት ስሌቶች እንጂ በሽቦ አይደለም ምንጮቹ እንደ አይዝጌ ብረት፣ ከፍተኛ የካርቦን ብረት፣ ወዘተ ባሉ ቁሳቁሶች የተሠሩ ናቸው።

አፈፃፀሙ, የዝገት ንጥረ ነገሮች, የሙቀት መጠኑ የእንደዚህ አይነት ምንጮችን ድካም ይጎዳል. ከ2500 ዑደቶች እስከ ከአንድ ሚሊዮን በላይ የሚደርስ የእድሜ ርዝማኔ እንደ መጠናቸው እና ሸክሙ የመቆየት እድላቸው ሰፊ ነው።

የፀደይ ቋሚ ምሳሌዎች

የጎማ ማሰሪያ የፀደይ ቋሚ;

የጎማ ባንድ በተወሰኑ ገደቦች ውስጥ እንደ ጸደይ ይሠራል። የሁክ የህግ ከርቭ ለጎማ ባንዶች ሲቀረጽ፣ ሴራው በትክክል መስመራዊ አይደለም። ነገር ግን ባንዱን በዝግታ ከዘረጋን የሆክ ህግን ሊከተል እና የፀደይ-ቋሚ እሴት ሊኖረው ይችላል። የጎማ ባንድ ያንን የመለጠጥ ገደብ ብቻ ሊዘረጋ ይችላል። 

እንዲሁም በመጠን, ርዝመቱ እና በጥራት ላይ የተመሰረተ ነው.

የፀደይ ቋሚ እሴቶች

የፀደይ ቋሚ እሴት የ Hooke ህግን በመጠቀም ይወሰናል. እንደ ሁክ ህግ, ጸደይ በሚዘረጋበት ጊዜ, የሚተገበረው ኃይል ከመጀመሪያው አቀማመጥ ርዝመቱ ጋር ቀጥተኛ ተመጣጣኝ ነው.

የፀደይ ቋሚነት እንዴት እንደሚወሰን?

ረ=-ኪክስ

K=-F/x

የፀደይ ቋሚ ቁሳቁሶች;

የፀደይ ቋሚ ለ ብረት =21000 ኪ.ግ³

የፀደይ ቋሚ ለ መዳብ = 12000 ኪ.ግ / ሜትር³

የፀደይ ቋሚን ከግራፍ እንዴት ማግኘት ይቻላል?

የፀደይ ቋሚ ግራፍ;

የፀደይ ቋሚው አሉታዊ ሊሆን ይችላል?

ይህ አሉታዊ ሊሆን አይችልም.

የፀደይ ቋሚ ቀመር ከጅምላ ጋር:

የት ፣

T = የፀደይ ወቅት

m=ጅምላ

k=የጸደይ ቋሚ

ውጤታማ የፀደይ ቋሚ;

ትይዩ፡ ሁክ ህግን የሚታዘዙ እና በምንጮቹ ጫፍ ላይ በቀጭኑ ቋሚ ዘንጎች የሚገናኙ ሁለት ጅምላ የሌላቸው ምንጮች ሲገናኙ፣ የምንጭን ሁለት ጫፎች የሚያገናኙት ትይዩ ግንኙነት ነው ተብሏል።

የቋሚው የኃይል አቅጣጫ ከኃይል አቅጣጫ ጋር ቀጥ ያለ ነው.

ጸደይ ቋሚ ኬ ተብሎ ተጽፏል።

K=K1+K2

ተከታታዮች:

ምንጮች በተከታታይ እርስ በርስ ሲተሳሰሩ የጠቅላላ የኤክስቴንሽን ውህድ የጠቅላላ ማራዘሚያ ድምር እና የጸደይ ቋሚ ጥምረት የሁሉም ምንጮች ድምር ነው።

ጉልበቱ በፀደይ መጨረሻ መጨረሻ ላይ ይተገበራል. ምንጮቹ ሲጨመቁ የኃይል አቅጣጫው በተቃራኒው አቅጣጫ ነው.

ሁክ ህግ፣

F1=k1x1

F2=k2x2

x 1+ x 2 = F1/k1+F2/k2

ተመጣጣኝ የፀደይ ቋሚ;

K = 1/k1+1/k2

የቶርሺናል ጸደይ ቋሚ;

የቶርሲንግ ምንጭ በፀደይ ዘንግ ላይ ይጠመጠማል.በተጠማዘዘ ጊዜ በተቃራኒው አቅጣጫ ይሽከረከራል እና ከመጠምዘዣው አንግል ጋር ተመጣጣኝ ነው.

የቶርሽን ባር ለመጠምዘዝ የተጋለጠ ቀጥ ያለ ባር ሲሆን በመጨረሻው ላይ በተተገበረው ዘንግ ላይ የመቁረጥ ጭንቀትን ይሰጣል።

ምሳሌዎች:

Helical torsional spring, torsion bar, torsion fiber

መተግበሪያዎች:

ሰዓቶች-ሰዓቶች ፀደይ በአንድ ጠመዝማዛ ውስጥ የተጠመጠመ ነው ፣ እሱ የሄሊካል ቶርሺናል ምንጭ ነው።

torsional ስፕሪንግ ቋሚ ቀመር | Torsion Coefficient

በመለጠጥ ገደብ ውስጥ የቶርሺናል ምንጮች የ Hookን ህግ በተለጠጠ ገደብ ውስጥ ሲጣመም ይታዘዛሉ፣

ቶርክ እንደ፡-

τ = -Kθ

τ = - κ θ

K የ torsional spring coefficient ተብሎ የሚጠራው መፈናቀል ነው።

የ -ve ምልክቱ የማሽከርከር አቅጣጫውን ለመዞር በተቃራኒው እንደሚሰራ ይገልጻል። 

ጉልበት ዩ፣ በጁልስ ውስጥ

U= ½*Kθ^2

የቶርሺናል ሚዛን፡

የቶርሽን ሚዛን የቶርሺናል ፔንዱለም ነው። እንደ ቀላል ፔንዱለም ይሠራል.

ኃይሉን ለመለካት በመጀመሪያ የፀደይ ቋሚውን ማወቅ ያስፈልግዎታል. ኃይሉ ዝቅተኛ ከሆነ የቁጠባ ቋሚውን ለመለካት አስቸጋሪ ነው. አንድ ሰው የሚዛኑን የሚያስተጋባ የንዝረት ጊዜን መለካት አለበት።

ድግግሞሹ የሚወሰነው በ Inertia ቅጽበት እና በእቃው የመለጠጥ ችሎታ ላይ ነው። ስለዚህ, ድግግሞሽ በዚህ መሰረት ይመረጣል.

አንዴ ኢነርቲያ ከተሰላ፣ የምንጮች ቋሚ ይወሰናል፣

ረ=Kδ/ኤል

ሃርሞኒክ oscillator;

ሃርሞኒክ oscillator ከመጀመሪያው የተመጣጠነ አቀማመጥ ለውጥ ሲደረግ ቀላል የሃርሞኒክ oscillator ነው ኃይልን ወደነበረበት መመለስ F ከመፈናቀሉ x ጋር ቀጥተኛ ተመጣጣኝ ነው።

በሒሳብ እንደሚከተለው ተጽፏል።

ረ= -ኬክስ

Torsional Spring ተመን፡-

Torsional spring rate በ 360 ዲግሪ አካባቢ የተጓዘ የፀደይ ኃይል ነው። ይህ በ 360 ዲግሪ በተከፋፈለው የኃይል መጠን የበለጠ ሊሰላ ይችላል.

በፀደይ ቋሚነት ላይ ተጽዕኖ የሚያሳድሩ ምክንያቶች

• የሽቦ ዲያሜትር: የፀደይ ሽቦው ዲያሜትር
• የመጠምጠዣው ዲያሜትር: እንደ የፀደይ ጥንካሬ ላይ በመመርኮዝ የኩላዎቹ ዲያሜትሮች.
• ነፃ ርዝመት: በእረፍት ጊዜ ከሚዛናዊ ሚዛን የፀደይ ርዝመት
• የንቁ ጠመዝማዛዎች ብዛት፡- የሚጨመቁ ወይም የሚወጠሩ የጠመዝማዛዎች ብዛት።
• ቁሳቁስ: ለማምረት የሚያገለግል የፀደይ ቁሳቁስ.

የማያቋርጥ የማሽከርከር ምንጭ;

የማያቋርጥ torque ስፕሪንግ የፀደይ አይነት ሲሆን በ2 ስፖንዶች መካከል የሚጓዝ ውጥረት ያለ ቋሚ ሃይል ምንጭ ነው። የተጨመቀው የፀደይ ጉልበት ከተለቀቀ በኋላ ፀደይ በማከማቻው ውስጥ ወደ ቀድሞው ሚዛን ሲመለስ ከውጤቱ spool ይሰላል።

የፀደይ ቋሚ ክልል;

k = k' δ'/δ,

K ከ ይለያያል 

ዝቅተኛ= 0.9N/ሜ

ከፍተኛ=4.8N/ሜ

የፀደይ ቋሚነት በመጠምዘዣዎች ብዛት ላይ የተመሰረተ ነው n.

ተስማሚ የፀደይ ቋሚ;

የፀደይ ቋሚው የውኃ ምንጮች ጥንካሬ መለኪያ ነው. የ k ትልቅ ዋጋ, ጠንከር ያለ ጸደይ ነው እና ጸደይን ለመዘርጋት አስቸጋሪ ነው. የ ሁክን ህግ እኩልታ የሚያከብር ማንኛውም ምንጭ ኤ ነው ተብሏል። ተስማሚ ጸደይ.

የማያቋርጥ የኃይል ምንጭ ስብሰባ;

የቋሚ ሃይል ስፕሪንግ ከበሮ ላይ ከበሮው ላይ በመጠቅለል ይጫናል። ፀደይ በደንብ መጠቅለል አለበት. ከዚያም የፀደይ ነፃው ጫፍ ከመጫኛ ኃይል ጋር ተያይዟል ለምሳሌ በተቃራኒ ሚዛን አጠቃቀም ወይም በተቃራኒው.

• የከበሮው ዲያሜትር ከውስጥ ዲያሜትር የበለጠ መሆን አለበት.
• ክልል: 10-20% ከበሮ ዲያሜትር> የውስጥ ዲያሜትር.
• አንድ ተኩል የታሸገ ጸደይ በከፍተኛ ማራዘሚያ ላይ ከበሮው ላይ መሆን አለበት.
• ሰቅሉ በትልቁ ማራዘሚያዎች ላይ ያልተረጋጋ ስለሚሆን ትንሽ እንዲቆይ ማድረግ ይመከራል.
• የፑልሊው ዲያሜትር ከመጀመሪያው ዲያሜትር የበለጠ መሆን አለበት.

ተዘውትረው የሚጠየቁ ጥያቄዎች

የፀደይ ቋሚነት ለምን አስፈላጊ ነው?

የፀደይ-ቋሚው መሰረታዊ የቁሳቁስ ንብረትን ስለሚያሳይ አስፈላጊ ነው. ይህ የማንኛውም ቁሳቁስ ምንጭን ለመቅረጽ ምን ያህል ኃይል እንደሚያስፈልግ በትክክል ይሰጣል። ከፍ ያለ የፀደይ ቋሚ ቁሳቁሱ ጠንከር ያለ እና የታችኛው የፀደይ ቋሚ ቁሱ ያነሰ ግትር መሆኑን ያሳያል.

የፀደይ ወቅት የማያቋርጥ ለውጥ ማድረግ ይችላል?

አዎ. ስፕሪንግ-ኮንስታንት በተተገበረው ኃይል እና በእቃው ማራዘሚያ መሰረት ሊለወጥ ይችላል.

የፀደይ ቋሚ 0 ሊሆን ይችላል?

አይደለም የጸደይ-ቋሚው ዜሮ ሊሆን አይችልም. ዜሮ ከሆነ, ግትርነቱ ዜሮ ነው.

የፀደይ ቋሚ አሉታዊ ዋጋ ሊኖረው ይችላል?

አይደለም ስፕሪንግ-ኮንስታንት ሁልጊዜም አዎንታዊ ዋጋ አለው.

የያንግ ሞጁል እና ሁክ ጸደይ ቋሚ እኩል የሚሆነው መቼ ነው?

የዚያ የፀደይ አካባቢ የርዝመቱ ጥምርታ አንድነት ሲሆን የወጣቱ ሞጁል እና የፀደይ ቋሚ እሴት እኩል ይሆናል.

የፀደይ ቋሚ እንደ K=-F/x፣

ከላይ የተጠቀሰው እኩልነት በቋሚ ምንጮች እና በፀደይ ማራዘሚያ ለተመሳሳይ ኃይል መካከል ያለውን ግንኙነት ያሳያል

ለምንድነው አንድ ፀደይ በግማሽ ይቀንሳል, የፀደይ ቋሚው ይለወጣል?

ይህ ከፀደይ ማራዘሚያ ጋር የተገላቢጦሽ ነው. ፀደይ በግማሽ ሲቆረጥ የፀደይ ርዝመቱ ይቀንሳል ስለዚህ የፀደይ ቋሚው በእጥፍ ይጨምራል.

የኒውተን ሦስተኛው ህግ ከፀደይ ጋር ይወድቃል?

መልስ፡ አይ

የፀደይ የማያቋርጥ ችግሮች;

Q1) አንድ ምንጭ በ 20 ሴ.ሜ የተዘረጋ ሲሆን 5 ኪሎ ግራም ጭነት ይጨመርበታል. የፀደይ ቋሚውን ያግኙ.

የተሰጠው

ክብደት m = 5 ኪ.ግ.

መፈናቀል x=20ሴሜ

መፍትሔው ምንድን ነው?

1. በጸደይ ላይ የተተገበረውን ኃይል ይወቁ

F=m*x

  = 5 * 20 * 10 ^ -2

  = 1 ኤን.

በፀደይ ላይ የተተገበረው ጭነት 1N ነው. ስለዚህ, ጸደይ -1N እኩል እና ተቃራኒ ጭነት ይተገበራል.

2. የፀደይ ቋሚውን ይወቁ

K= -F/x

   =-(-1/20*10^-2)

   = 5N/ሜ

የፀደይ ቋሚው 5N / m ነው.

Q2) የ 25 KN ኃይል በ 15KN / m የፀደይ ቋሚ ጸደይ ላይ ይተገበራል የፀደይ መፈናቀልን ይወቁ.

የተሰጠው

የተተገበረ ኃይል = 2.5KN

ጸደይ-ቋሚ=15KN/ሜ

መፍትሔው ምንድን ነው?

            1. የፀደይ መፈናቀልን ይወቁ

            ፀደይ እኩል እና ተቃራኒ ኃይል -2.5KN ይተገበራል።

             ረ=-ኪክስ

X=-F/K

   = - 2.5/15

   = 0.167 ሜ

ስለዚህ ፀደይ በ 16.67 ሴ.ሜ ተፈናቅሏል.

ጥ 3) 5.2 N/m ኃይል ያለው ምንጭ ዘና ያለ 2.45m ርዝመት እና የፀደይ ቋሚ ርዝመት 3.57m. አንድ ጅምላ ከፀደይ መጨረሻ ጋር ሲያያዝ እና እንዲያርፍ ሲፈቀድ. በፀደይ ወቅት የተከማቸ የመለጠጥ አቅም ምንድነው?

መፍትሔው ምንድን ነው?

የተሰጠው 

የግዳጅ ቋሚ = 2.45m

x = 2.45ሜ

L= 3.57ሜ

የማያቋርጥ ጸደይ አስገድድ;

ረ= -ኬክስ

ስራው የተከናወነው የፀደይን የመለጠጥ አቅም ያለው ኃይል በመዘርጋት ነው።

ወ=Kx^2/2

ቅጥያ x = 3.57-2.45

                    = 1.12

ወ=5.2*1.12^2/2

    =3.2614 ጄ.

Q4) ብዙም የለሽ ምንጭ ከኃይል ቋሚ k 400 ጋር N / m ከጣሪያው ላይ በአቀባዊ ይንጠለጠላል. የ 0.2 ኪሎ ግራም እገዳ ከፀደይ መጨረሻ ጋር ተያይዟል እና ይለቀቃል. በጸደይ ወቅት የሚጠበቀው ከፍተኛው የመለጠጥ ኃይል (g= 10m/s^2) ነው።

የተሰጠው

የግዳጅ ቋሚ = 400N/m

ሜትር = 0.2 ኪ.ግ

g= 10ሜ/ሰ^2

መፍትሔው ምንድን ነው?

ከፍተኛው የመለጠጥ ጉልበት = 1/2 * K * x^2

= 2 ሚ² g² /k

=0.02ጄ

የፀደይ ቋሚ ከበርካታ ምንጮች ጋር

አንድ ምንጭ በ 4 እኩል ክፍሎች ተቆርጧል እና 2 ትይዩ ናቸው የእነዚህ ክፍሎች አዲሱ ውጤታማ የፀደይ ቋሚ ምንድ ነው?

የአራቱ ምንጮች የፀደይ ቋሚዎች k1, k2, k3, k4 ናቸው 

በቅደም ተከተል

ትይዩ

ተመጣጣኝ የፀደይ ቋሚ (k5) = k1 + k2

ተከታታይ;

የስርዓቱ አጠቃላይ ተመጣጣኝ ምንጮች ቋሚ:

K= 1/k3 + 1/k4 +1/k5

የ 20N/m የፀደይ ቋሚ እና በ 5 ሴ.ሜ የተዘረጋ ከሆነ በፀደይ ላይ የሚሠራው ኃይል ምንድነው?

የተሰጠው

K=2 N/m

x = 5 ሴ.ሜ.

በ ሁክ ህግ መሰረት እ.ኤ.አ.

ረ= -ኬክስ

  = - 20 * 5 * 10 ^ -2

  = -1N

የፀደይ ኃይል በተቃራኒው አቅጣጫ ነው

ስለዚህ የፀደይ ኃይል = 1N.                

5.13 ኪ.ግ ክብደት ያለው ነገር ከምንጭ አናት ላይ የተጫነው በ25 ሜትር ይጨመቃል የፀደይ ሃይል ቋሚነት ምንድን ነው ይህ ነገር ጸደይ ጉልበቱን ሲለቅ ምን ያህል ከፍ ሊል ይችላል.

ለተጨማሪ ተዛማጅ መጣጥፎች እዚህ ጠቅ ያድርጉ