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勁度系數(shù)單位是牛頓/米(N/m)。勁度系數(shù),即倔強(qiáng)系數(shù)(彈性系數(shù))。它描述單位形變量時所產(chǎn)生彈力的大小。k值大,說明形變單位長度需要的力大,或者說彈簧“韌”。勁度系數(shù)又稱剛度系數(shù)或者倔強(qiáng)系數(shù)。勁度系數(shù)在數(shù)值上等于彈簧伸長(或縮短)單位長度時的彈力。
勁度系數(shù)相關(guān)例題
1、將一個勁度系數(shù)為K的彈簧一截為二,則一半長的彈簧的勁度系數(shù)為多少,是原勁度系數(shù)的兩倍嗎?
2、將兩根勁度系數(shù)分別為K1和K2的彈簧兩端固定,在兩彈簧中間連接一個質(zhì)量為m的物體,合成后的彈簧的勁度系數(shù)為多少,等于K1和K2的和嗎?
3、將兩根勁度系數(shù)分別為K1和K2的彈簧直接相連,一端固定,一端連接質(zhì)量為m的物體,合成后的彈簧的勁度系數(shù)為多少,等于K1K2/(K1+K2)嗎?
4、把一根彈簧在其一半處折疊成一根雙股彈簧,則其彈簧的勁度系數(shù)為多少,等于原來的兩倍嗎?
解答
第1題:原彈簧可以看作兩個“半彈簧”串接,設(shè)勁度系數(shù)為k1=k2,當(dāng)原彈簧受力形變時,每個“半彈簧”變形量為x,則整個彈簧變形為2x。則有
F=K(2x)=k1x=k2x,k1=k2=2K
每個彈簧勁度系數(shù)都是2K。注意這樣串聯(lián)的兩個“半彈簧”受力大小是一致的。推廣而言我們可以求更一般的情況――彈簧不是對半開,而是一定的比例,變形量比例與原長比例一致。
第2題:兩個彈簧變形量x一致,只不過一個為拉伸則另一個為壓縮,但產(chǎn)生的力是方向一致,按照力等效的觀點,則K1x+K2x=Kx,所以K=K1+K2。
第3題:原理同第1題,正屬于我所說的推廣情況。K(x1+x2)=K1x1=K2x2=F,故F/K=(F/K1+F/K2),即K=K1K2/(K1+K2)。
第4題:變形一致,總的力=兩個分力之和。故Kx=K1x+K2x,K=K1+k2;由第1題可知K1=K2是原彈簧的2倍,到此題K就是原彈簧的4倍。
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