Hookes lag förklaring

I videon går vi igenom några grundläggande egenskaper hos fjädrar och det samband mellan förlängningen hos ett fjäder och kraften som krävs för att orsaka förlängningen. Sambandet kallas Hooke&#;s lag. 

Hooke&#;s lag

$F=k\cdot\bigtriangleup x$=·△

Där $F$ är storleken på kraften som krävs för för att orsaka förändringen i fjäderns längd $\bigtriangleup x$△ dock även storleken på den kraft som fjädern utövar i motsatt riktning, den s.k. fjäderkraften. Vi ser att $F$ och $\bigtriangleup x$△  är proportionella mot varandra, en större förlängning kräver en större kraft. 

Proportionalitetskonstanten $k$ kallas för ”fjäderkonstanten” och beror på fjäderns fysiska egenskaper, vilket material den är gjord från, längd, trådtjocklek osv. Ett stort värde på k innebär en mer ”styv” fjäder som är svår att deformera medan ett lågt värde på k ger en mer lös fjäder som är enklare att dra ut eller komprimera. Löser vi ut k ur sambandet kan vi se att enheten för k är N/m.

Vi kan även visual

Hookes lag (efter Robert Hooke) är en fysikalisk princip enligt vilken en kraft ger en deformation av mekaniska fjädrar och vissa elastiska material och är proportionell mot avvikelsen från jämviktsläget. Med vektornotation kan Hookes lag skrivas. 1 newtons tredje lag 2 Sambandet kallas Hooke’s lag. Hooke’s lag $F=k\cdot\bigtriangleup x$ Där $F$ är storleken på kraften som krävs för att orsaka förändringen i fjäderns längd $\bigtriangleup x$ men även storleken på den kraft som fjädern utövar i motsatt riktning, den s.k. fjäderkraften. 3 fjäderkonstant tryckfjäder 4 Formeln för Hooke’s lag är F = k * ΔL, där: F är kraften som utövas på objektet, mätt i Newton (N) k är fjäderkonstanten, enheten för fjäderkonstanten Newton per meter (N/m) ΔL är förskjutningen från jämviktsläget, mätt i meter (m) Fjäderkonstanten k är den proportionella konstanten som kallas ”fjäderkonstanten”. 5 Hookes lag: Kraften är proportionell mot förlängningen. Hookes lag (efter Robert Hooke) är en fysikalisk princip enligt vilken en kraft ger en deformation av mekaniska fjädrar och vissa elastiska material och är proportionell mot avvikelsen från jämviktsläget. 6 In physics, Hooke's law is an empirical law which states that the force (F) needed to extend or compress a spring by some distance (x) scales linearly with respect to that distance—that is, Fs = kx, where k is a constant factor characteristic of the spring (i.e., its stiffness), and x is small compared to the total possible deformation of the. 7 hooke's law 8 Hookes lag (efter Robert Hooke) är. 9 › › Fjädrar_och_Hookes_lag. 10 Hookes lag säger att mängden kraft som krävs för att komprimera eller förlänga ett elastiskt föremål är proportionellt mot avståndet komprimerat eller utsträckt. Ett exempel på en proportionalitetslag, Hookes lag beskriver ett linjärt förhållande mellan återställande kraft F och förskjutning x. 11

I den här lektionen ska vi fortsätta prata ifall harmonisk svängningsrörelse och i synnerhet ett system då en vikt med massan  $m$  hänger i en vertikal fjäder. Vi ska nu fokusera mer på krafterna som påverkar vikten och hur de varierar beneath rörelsen, och därför är det bra om ni har dina kunskaper om fjädrar och Hookes team färska. Om detta är nytt för dig, alternativt om du behöver repetera, titta gärna på nästa video från Fysik 1: Fjäderkraft och Hookes lag

Här kommer en kort repetition:

Hookes lag

$F_{fj}=k\cdot\bigtriangleup x$=·△

$F_{fj}$  är storleken på den så kallade fjäderkraften, dvs den kraft som fjädern utövar på vikten. Fjäderkraften är ständigt motriktad förskjutningen från dess obelastade jämviktsläge, dvs. fjädern vill alltså återgå till sitt obelastade läge. angående den pressats samman vill den bli längre, ifall den dragits ut vill den bli kortare. $\bigtriangleup x$△ är avvikelsen från jämviktsläget. Vi ser att $F$ och $\bigtriangleup x$△  är proportionella mot var

Fjäderkraft och Hooke's lag

För detta kapitel behöver ni ha koll på vanliga krafter och dess vektorer.

Hookes lag är en princip som beskriver hur en kraft på en fjäder kan påverka deformationen. Man kan alltså påstå att formeln för ett fjäderkraft är densamma som hookes lag och skrivs enligt

$F= kx$


Där F är kraften, k är fjäderkonstanten och x är fjäderns förlängning från jämviktsläget. Vi noterar att kraften F existerar proportionell mot fjäderns förlängning, dvs att en större förlängning kräver större kraft.

Ibland skrivs förskjutningen tillsammans med negativt tecken, detta beror på att om oss kikar på rörelsen nedan, så verkar fjäderns förlängning motsatt koordinatsystemets positiva riktning – Fjädern trycks ihop!

Fjäderkonstanten k är en egenskap hos materialet i fjädern och är ett mått på hur mycket kraft som behövs för att kunna sträcka ut fjädern en meter. Fjäderkonstantens enhet är $[N/m]$

Ett exempel existerar att om fjäderkonstanten $k=2$ $[N/m]$ så krävs kraften 2N för att sträc

När ska man använda F=kx och F=-kx?

I fysiken existerar det där lilla minustecknet ett av de allra viktigaste minustecknen som finns att förstå innebörden av.

Minustecknet talar om att kraften F på ett objekt alltid är riktad åt motsatt håll som föremålets position x. Dvs flyttar man föremålet så kommer kraften att vara riktad att försöka flytta igen föremålet.

Ett sådant exempel är ett föremål som existerar fastsatt i fjäder som följer Hookes lag var det finns en kraft F ifrån fjädern likt alltid vill dra föremålet i motsatt riktning vilket föremålet är placerat från dess jämviktsläge. Dvs ifall man flyttar föremålet ur dess jämviktsläge så önskar kraften alltid dra tillbaka det mot jämviktsläget, vilket innebär att föremålet kommer alltid att rätta in sig i jämviksläget om man väntar tillräckligt länge (om inga ytterligare mekanismer verkar).

 

Om vi istället ägde haft något slags system där F=kx gäller (dvs utan minustecken) så betyder det att flyttar man föremålet så kommer en kraft att