當(dāng)你在每天上班的路上走進(jìn)你的辦公樓,或者走進(jìn)你當(dāng)?shù)氐你y行,或任何商業(yè)設(shè)施時(shí),你可能會(huì)拉開(kāi)一扇沉重的玻璃門。當(dāng)您穿過(guò)門檻時(shí),門在您身后關(guān)閉。你不考慮它。不過(guò),那扇厚重的玻璃門,大概是被恒力彈簧關(guān)上的吧。恒力彈簧廣泛用于日常應(yīng)用。從閉門器到繩索和軟管卷收器,再到運(yùn)動(dòng)器材、玩具、電動(dòng)機(jī)等,恒力彈簧以驚人的高頻率和一致性施加力。讓我們仔細(xì)看看恒力彈簧背后的基本物理原理。
17 世紀(jì),英國(guó)物理學(xué)家羅伯特·胡克(Robert Hooke)提出了一個(gè)力和彈性的公式,現(xiàn)在被稱為胡克定律。胡克定律指出,將彈簧拉伸或壓縮一段距離 (X) 所需的力 (F) 與該距離成比例線性關(guān)系變化。公式為 F=kX,其中 k 是一個(gè)常數(shù),表示彈簧的剛度。
恒力彈簧就實(shí)際彈簧性能而言,胡克定律是名義上的。在等式中,彈簧移動(dòng)的距離 X 是一個(gè)相對(duì)較小的數(shù)字。最終,任何被拉伸或壓縮超過(guò)其材料成分應(yīng)力極限的彈性體都會(huì)顯示出變形的跡象。因此,依賴于一致形狀和張力狀態(tài)的力屬性將在變形狀態(tài)下發(fā)生變化。
理想情況下,恒力彈簧將在給定的運(yùn)動(dòng)范圍內(nèi)施加一致的力,重復(fù)而不改變。實(shí)際上,恒力彈簧與所有彈性體一樣,受到其材料應(yīng)力極限的限制。如果超過(guò)材料應(yīng)力的極限,它們會(huì)變形,或者隨著時(shí)間的推移材料疲勞而開(kāi)始變?nèi)?。因此,胡克定律確實(shí)適用于恒力彈簧。然而,恒力彈簧的制造方式及其特殊的物理特性導(dǎo)致了術(shù)語(yǔ)“恒力”。通過(guò)仔細(xì)研究恒力彈簧的物理特性,我們可以更好地理解恒力這個(gè)名稱是如何得出的。
17 世紀(jì),英國(guó)物理學(xué)家羅伯特·胡克(Robert Hooke)提出了一個(gè)力和彈性的公式,現(xiàn)在被稱為胡克定律。胡克定律指出,將彈簧拉伸或壓縮一段距離 (X) 所需的力 (F) 與該距離成比例線性關(guān)系變化。公式為 F=kX,其中 k 是一個(gè)常數(shù),表示彈簧的剛度。
恒力彈簧就實(shí)際彈簧性能而言,胡克定律是名義上的。在等式中,彈簧移動(dòng)的距離 X 是一個(gè)相對(duì)較小的數(shù)字。最終,任何被拉伸或壓縮超過(guò)其材料成分應(yīng)力極限的彈性體都會(huì)顯示出變形的跡象。因此,依賴于一致形狀和張力狀態(tài)的力屬性將在變形狀態(tài)下發(fā)生變化。
理想情況下,恒力彈簧將在給定的運(yùn)動(dòng)范圍內(nèi)施加一致的力,重復(fù)而不改變。實(shí)際上,恒力彈簧與所有彈性體一樣,受到其材料應(yīng)力極限的限制。如果超過(guò)材料應(yīng)力的極限,它們會(huì)變形,或者隨著時(shí)間的推移材料疲勞而開(kāi)始變?nèi)?。因此,胡克定律確實(shí)適用于恒力彈簧。然而,恒力彈簧的制造方式及其特殊的物理特性導(dǎo)致了術(shù)語(yǔ)“恒力”。通過(guò)仔細(xì)研究恒力彈簧的物理特性,我們可以更好地理解恒力這個(gè)名稱是如何得出的。