Pružiny jsou jedním z nejběžnějších prvků v mechanice a používají se v mnoha zařízeních a mechanismech. Jejich hlavní funkcí je zajištění pružné deformace při aplikaci vnějších sil. Abyste však správně vypočítali jejich prodloužení, musíte znát základní parametry, jako je tuhost a pevnost pružnosti.
Tuhost pružiny je dána její tuhostí-je to velikost, která je obrácena její deformací, když je aplikována jednotková síla. Pokud se síla aplikovaná na pružinu několikanásobně zvýší,zvýší se i její deformace. Právě tuhost pružiny určuje, do jaké míry bude "odolávat" deformaci.
Síla elasticity je veličina, která určuje změnu tvaru a velikosti těla působením vnějších sil. Měří se v Newtonech (N). Pokud například pružina, jejíž tuhost je 100 N/M, má sílu pružnosti 20 N, prodlouží se o 0,2 m (20 N / 100 N/M = 0,2 m).
Zvýšení délky pružiny
Nejprve je třeba určit, co je prodloužení pružiny. Prodloužení pružiny je změna její délky vzhledem k původnímu stavu aplikovaného zatížení nebo síly. Prodloužení pružiny je definováno jako poměr aplikované síly k tuhosti pružiny.
U pružiny s tuhostí 100 N / m a silou pružnosti 20 N bude zvětšení délky pružiny určeno podle vzorce:
Prodloužení = síla / tuhost = 20 N / 100 N / M = 0,2 m
Aplikovaná síla 20 N tedy způsobuje zvýšení délky pružiny o 0,2 metru.
Je důležité poznamenat, že zvětšení délky pružiny je přímo úměrné aplikované síle a nepřímo úměrné tuhosti pružiny. To znamená, že prodloužení délky pružiny bude větší, pokud se aplikovaná síla zvýší nebo se sníží tuhost pružiny.
Kromě toho může být zvýšení délky pružiny také způsobeno opotřebením nebo poškozením pružiny. Při opotřebení nebo poškození pružiny se její vlastnosti mohou změnit, což vede ke zvýšení délky pružiny i bez vnější síly.
Zvětšení délky pružiny je tedy důležitým parametrem, který určuje její vlastnosti a vlastnosti. Závisí na použité síle a tuhosti pružiny a může také souviset s opotřebením nebo poškozením. Správné měření a sledování prodloužení délky pružiny umožňuje optimalizovat její použití a zabránit případným poruchám nebo poškození.
Pružina s koeficientem tuhosti 100 N / m a pružností 20 N
Tato pružina má koeficient tuhosti 100 N / m, což znamená, že pro každý metr prodloužení pružiny musí být aplikována síla 100 N. takže zvýšení prodloužení pružiny o 1 metr způsobí, že se objeví elastická síla rovna 100 N.
Elastická síla dané pružiny je 20 N. to znamená, že když je pružina stlačena nebo prodloužena na určitou vzdálenost vnější silou, použije sílu 20 N směřující na opačnou stranu.
Koeficient tuhosti a pevnost pružiny jsou vzájemně propojeny a určují její vlastnosti. Tužší pružina vyžaduje více síly k prodloužení nebo stlačení na stejnou velikost, ale má větší pevnost v pružnosti a je schopna odolat větší hmotnosti nebo působení vnějších sil.