Совет 1: Как определить коэффициент жесткости

Коэффициент жесткости показывает, какую силу нужно приложить к телу, чтобы упруго деформировать его на единицу длины. Речь идет именно об упругой деформации, когда тело после воздействия на него снова принимает прежнюю форму. Для того чтобы найти эту величину, нужно деформировать тело, приложив к нему силу, или измерить потенциальную энергию его деформации.
Вам понадобится
  • - калькулятор;
  • - динамометр;
  • - линейка.
Инструкция
1
Присоедините к телу динамометр и потяните за него, деформировав тело. Сила, которую покажет динамометр, будет по модулю равна силе упругости, действующей на тело. Найдите коэффициент жесткости, используя закон Гука, который говорит о том, что сила упругости прямо пропорциональна его удлинению и направлена в сторону, противоположную деформации. Рассчитайте коэффициент жесткости, поделив значение силы F на удлинение тела x, которое измерьте линейкой или рулеткой k=F/x. Чтобы найти удлинение деформированного тела вычтите длину деформированного тела от его первоначальной длины. Коэффициент жесткости измеряется в Н/м.
2
Если нет динамометра, подвесьте к деформируемому телу груз известной массы. Следите, чтобы тело деформировалось упруго и не разрушилось. В этом случае вес груза будет равен силе упругости, действующей на тело, коэффициент жесткости которого нужно найти, например, пружины. Рассчитайте коэффициент жесткости, поделив произведение массы m и ускорения свободного падения g≈9,81 м/с² на удлинение тела x, k=m•g/x. Удлинение измерьте по методике, предложенной в предыдущем пункте.
3
Пример. Под грузом 3 кг пружина длиной 20 см стала 26 см, определите ее жесткость. Сначала найдите удлинение пружины в метрах. Для этого от длины удлиненной пружины, вычтите ее длину в нормальном состоянии х=26-20=6 см=0,06 м. Вычислите жесткость, используя соответствующую формулу k=m•g/x=3•9,81/0,06≈500 Н/м.
4
В том случае, когда известна потенциальная энергия упруго деформированного тела, вычислите его жесткость. Для этого дополнительно измерьте его удлинение. Жесткость будет равна удвоенной потенциальной энергии Ер поделенной на квадрат удлинения тела х, k=2•Ep/x². Например, если мяч деформировался на 2 см и получил потенциальную энергию 4 Дж, то его жесткость k=2•4/0,02²=20000 Н/м.

Совет 2: Как определить жесткость пружины

Пружины — это компонент подвески автомобиля, которые ограждают автомобиль не только от неровностей дороги, но и обеспечивают нужную высоту кузова над дорогой, что в значительной степени влияет на управляемость транспортного средства, комфорт и его грузоподъемность. В результате тестов для каждого автомобиля подбирается оптимальная жесткость пружин подвески под определенные условия движения.
Инструкция
1
При возникновении «пробоев» подвески пружина считается слишком мягкой. В таких ситуациях автолюбители становятся нестабильными в управлении. В идеале усилие пружины должно быть равно величине, предотвращающей излишний крен кузова.
Более жестких пружин требуют автомобили, которые подготовлены для гонок. В разных типах гонок применение одного и того же автомобиля предполагает установки пружин с разной жесткостью. Обращайте внимание при прохождении любых поворотов на крен кузова, который при правильно подобранных пружинах должен быть не более двух-трех градусов.
2
Для передней и задней подвески подбирайте пружины по жесткости парами. Однако не сразу можно добиться желаемой высоты подвески, потому что пружина усаживается и в некоторый момент может «теряться», что совсем плохо. Это происходит из-за недостатка несущей способности даже при полном сжатии, но с жесткостью, обеспечивающей нужную высоту подвески. Определяется это всегда легко: между витками пружины должен быть зазор менее 4 мм.
3
Выбирайте пружины так, чтобы при заправленном автомобиле зазор между витками пружин был чуть больше 6,5 мм. Желательно устанавливать самые мягкие пружины, хоть они и будут давать крен машины в допустимых пределах. Применять жесткие пружины, опираясь на мнение, что они снижают крен автомобиля, улучшая управляемость, как правило, некорректно.
4
Проверяйте жесткость пружины по коду изделия или по нанесенным меткам (штамповкой или краской). Также определять жесткость пружин можно с помощью ручного пресса, напольных весов и мерительной линейки в килограммах на сантиметр.
На бытовые напольные весы укладывается брусок дерева (толщина не менее 12 мм) по площади большей площади торца пружины, а сверху устанавливается пружина. Затем на верхний торец пружины кладется второй брусок дерева и измеряется длина пружины. С помощью пресса пружину сжимают до определенной величины (например, 30 мм) и снимают показания весов, вычисляя тем самым жесткость.
Обратите внимание
Усилие нажатия на пружину измеряется по показаниям весов, но такой способ определения жесткости пружин опасен, так как пружина может отлететь на достаточно большое расстояние.

Совет 3: Как определить для себя жесткость лыж

Жесткость – важный параметр при выборе лыж. Если выбрать неподходящую вашему уровню и стилю жесткость, то управлять лыжами будет сложнее, и вы получите гораздо меньше комфорта и удовольствия от катания. Жесткость лыж рассчитывают, учитывая свойства носовой части лыж, а также средней и пяточной.
Инструкция
1
Жесткость лыж может быть тех видов: мягкие или soft, средние или medium, а также жесткие или hard. Чем жестче лыжи, тем большую скорость на них можно развить, прилагая меньшее количество усилий. Мягкие лыжи удобнее в управлении. Их середина обычно будет прижата к снежному покрову, что вызывает дополнительную отдачу, поэтому с одной стороны, скорость будет меньше, с другой стороны, управление более простое и удобное.
2
Жесткость также зависит от того, сколько вы весите и какой длины ваши лыжи. Чем больше масса тела человека, тем более жесткие лыжи ему следует выбирать. Для каждого лыжного производителя соотношение жесткости и массы тела свое, поэтому покупая лыжи, обязательно ознакомьтесь с рекомендациями, указанными в каталоге продукции фирмы.
3
Длина лыж, также называемая ростовка – важный показатель при выборе жесткости лыж. Для классического стиля катания она в общем случае рассчитывается по формуле: рост в см + 25-30. Для конькового стиля к росту прибавлять нужно 10-15 см. Этот показатель корректируется в зависимости от целей приобретения лыж: для скоростного бега или медленных прогулок.
4
Различаются лыжи и по предпочитаемому типу снежного покрытия. Если вы обычно катаетесь при плюсовой температуре по жесткому и достаточно мокрому снегу, то и лыжи лучше брать более жесткие. Мягкие и средние лыжи подходят для сухого, свежего и пушистого снега.
5
Если вы предпочитаете коньковый стиль лыжного бега, то вам подойдут более жесткие лыжи. Дело в том, что когда происходит отталкивание ногой, между средней частью лыжи и снегом должно оставаться небольшое расстояние. Если лыжа будет продавливаться, и этот зазор пропадет, скорость бега существенно снизится. Для классического стиля обычно покупают более мягкие лыжи.
6
Ребенку, если он не спортсмен-лыжник, покупайте мягкие и не очень длинные лыжи, подобный выбор рекомендуется сделать и всем начинающим. Чем больше ростовка лыж, тем они более жесткие и скоростные, но неопытным людям управлять ими будет сложно.
Обратите внимание
Для того чтобы приобрести идеально подходящие для вас лыжи, обязательно посоветуйтесь со специалистом. Определить жесткость лыж можно с помощью специального прибора - флекстестера.
Полезный совет
Ростовка и жесткость лыж корректируется, исходя из каждого конкретного случая. Например, для тех, у кого невысокий рост и большой вес, нужны немного более длинные и жесткие лыжи. Высокий рост и маленький вес – выбирайте более короткие и мягкие.

Совет 4: Как определить жесткость воды в аквариуме

Для жизни рыб очень важна не только температура воды в аквариуме, но и ее жесткость. Так называют уровень солей кальция и магния. Какой должна быть жесткость воды и как ее определить?
Инструкция
1
Жесткость чаще всего разделяют на постоянную и временную. Временную еще называют карбонатной, она связана с нахождением в воде ионов кальция и магния, которые можно убрать с помощью кипячения. Измерение карбонатной жесткости, как правило, проводится с помощью кипячения определенного количества воды и взвешивания образовавшегося осадка. Но на практике это сделать довольно трудно, поэтому применяют следующий метод: подготовьте необходимые реактивы и оборудование. Вам понадобится дистиллированная вода, 38% раствор соляной кислоты (его можно купить в хозяйственном магазине или взять в школьном кабинете химии), метиловый оранжевый индикатор, лабораторная посуда, шприц без иглы.
2
Приготовьте нужный раствор соляной кислоты. Для этого растворите 4 мл купленной соляной кислоты в 300 миллилитрах дистиллированной воды. Затем доведите объем раствора до литра. Будьте предельно осторожны: попадание кислоты на кожу приведет к тяжелым химическим ожогам. Не вдыхайте пары кислоты и при разведении добавляйте обязательно кислоту в воду, а не наоборот.
3
Отмерьте 50 мл. аквариумной воды для исследования. Добавьте в нее метиловый оранжевый индикатор до получения насыщенного желтого цвета. Наберите кислоту в шприц и по капле добавляйте в раствор, наблюдая за изменением цвета. Как только цвет раствора резко изменится на оранжевый, отметьте израсходованное количество кислоты.
4
Расчет жесткости ведется следующим образом: жесткость воды = (концентрация кислоты * объем кислоты) / количество воды. Карбонатная жесткость получится равной объему израсходованной кислоты. Чтобы перевести получившееся значение из мл/экв в градусы, умножьте его на 2,804.
5
Проверьте, подходит ли получившийся уровень жесткости для разведения рыб вашего вида. Смягчить воду можно с помощью добавления питьевой соды.
Видео по теме

Совет 5: Как измерить жесткость воды в аквариуме

Как гласит первая половина известной пословицы - рыба ищет, где глубже. Но далеко не у всех представителей этого загадочного мира есть возможность сделать хоть какой-то выбор. В частности, те из них, кто проводит свою жизнь в неволе, зачастую довольствуются такими условиями, какие им предлагает «золотая клетка» - аквариум. Важнейшее условие нормальной жизнедеятельности аквариумных рыб - это хорошая вода.
Инструкция
1
Важно основное свойство водыжесткость, уровень которой определяется присутствием в жидкости ионов кальция и магния, измеряется в градусах. Так, 30° и выше – это признак высокой жесткости, а 11-18° - средней. Жесткость воды замеряйте и контролируйте всякий раз при ее смене или доливе. Как правило, аквариумисты используют приборы для измерения.
2
Возьмите обычную пробирку. Налейте в нее воду и по капле добавляйте жидкое мыло. Капните - встряхните пробирку, еще раз капните и снова тихонько потрясите. Уровень жесткости определяется по числу мыльных капель.
3
Карбонатную или временную жесткость в домашних условиях можно измерить при помощи индикатора рН. Наберите в одноразовый шприц 1 мл 70% уксусной эссенции и разведите 50-ю мл дистиллированной или хорошо прокипяченной воды (20 минут кипятите, затем остужаете и, не перемешивая, сливаете «верхнюю» воду).
4
Далее в те же 50 мл, но уже аквариумной воды, капните 8 капель индикатора, а затем, аккуратно ее встряхивая, добавляйте в эту воду раствор уксуса. Ее цвет начнет изменяться: желтый - салатный – с оттенком оранжевого. После этого, замерив, какое количество уксуса вы потратили, умножьте полученные миллиметры на два - полученное число и будет карбонатной жесткостью в миллиэквивалентах. Конечно, такой способ не совсем точен, потому что изменение цвета индикатора не достаточно четкое.
5
Можно пойти другим путем: просто приобретити в зоомагазине тест или специальный прибор для измерения «водяной» жесткости (правда, это не самый «экономичный» способ из существующих, зато относительно точный). У опытных «держателей» аквариумных рыбок есть соответствующие приметы (например, повышенная жесткость воды требует больше мыла для создания пены, «порождает» налет внутри чайника и т.п.) Понаблюдайте и вы за водой прежде, чем добавить ее в аквариум.
6
А теперь несколько советов. Чтобы снизить жесткость воды в вашем аквариуме, добавляйте в него дистиллированную или чистую дождевую воду, используйте специальные растения, например, элодею и роголистник. Кроме того, воду можно выморозить или хорошо прокипятить. В первом случае ее наливают в невысокий таз и выставляют на мороз. Как только она промерзнет до половины емкости, лед пробивают и, растопив, используют для аквариума. Во втором – в течение часа кипятят воду в эмалированной чашке, после чего дают остыть и используют две трети «верхней» воды.
Видео по теме

Совет 6: Как определить силу упругости

В результате деформации физического тела всегда возникает сила, которая ей противодействует, стремясь вернуть тело в начальное положение. Определить эту силу упругости в простейшем случае можно по закону Гука.
Инструкция
1
Сила упругости, действующая на деформированное тело, возникает как следствие электромагнитного взаимодействия между его атомами. Существуют различные виды деформации: сжатие/растяжение, сдвиг, изгиб. Под воздействием внешних сил разные части тела движутся по-разному, отсюда искажение и сила упругости, которая направлена в сторону прежнего состояния.
2
Деформация растяжения/сжатия характеризуется направлением внешней силы вдоль оси предмета. Это может быть стержень, пружина, столб, колонна и другое тело, имеющее длинную форму. При искажении изменяется поперечное сечение, а сила упругости пропорциональна взаимному смещению частиц тела:Fупр = -k•∆x.
3
Эта формула называется законом Гука, однако применяется она не всегда, а лишь при относительно малых значениях ∆х. Величина k называется жесткостью и выражается в Н/м. Этот коэффициент зависит от исходного материала тела, а также формы и размеров, он пропорционален поперечному сечению.
4
При деформации сдвига объем тела не изменяется, но его слои меняют свое положение друг относительно друга. Сила упругости равна произведению коэффициента упругости при сдвиге, находящемуся в прямой зависимости от поперечного сечения тела, на величину угла между осью и касательной, в направлении которой действует внешняя сила:Fупр = D•α.
5
Изгиб является более сложным видом деформации, он заключается в воздействии силы на внутреннюю поверхность тела, при этом его концы фиксируются на основах. Примером может служить металлическая балка в составе строительной конструкции. Сила упругости в этом случае называется силой реакции опоры и по модулю равна силе тяжести, если нет дополнительной внешней силы:Fупр = -m•g.
6
Деформация бывает упругой и пластичной. При упругом искажении тело быстро принимает прежнюю форму после прекращения действия внешней силы, а при пластичной этого не происходит. Это зависит от величины воздействия, но в большей степени от материала, из которого сделано тело. Например, пластилин способен принять любую форму, а резина вернется в первоначальное состояние (при нормальной температуре).
Видео по теме

Совет 7: Как найти коэффициент жесткости

Жесткость – это способность детали или конструкции противодействовать приложенной к нему внешней силе, по возможности сохраняя свои геометрические параметры. Основная характеристика жесткостикоэффициент жесткости.
Вам понадобится
  • - рессорная пружина;
  • - грузы с определенной массой;
  • - линейка;
  • - тетрадь для записей;
  • - калькулятор.
Инструкция
1
Представьте, что вы решили своими руками соорудить грузовую тележку для мотоцикла или автомобиля, чтобы вывозить мусор со двора, привозить с поля урожай и так далее. Желательно, чтобы тележка была на рессорах. Если у вас есть пружинные рессоры, и вы знаете их коэффициент жесткости, вы можете вычислить, какой массы груз они способны нести. Коэффициент жесткости также можно вычислить опытным путем.
2
Различные пружины предназначены для работы на сжатие, растяжение, кручение или изгиб. В школе на уроках физики детей учат определять коэффициент жесткости пружины, работающей на растяжение. Для этого на штативе вертикально подвешивается пружина в свободном состоянии. Один из учеников с помощью линейки замеряет ее длину. И результат записывается в тетрадь как L 1 = …
3
Затем к нижнему концу подвешивается груз определенной массы, например, 0.1 кг. Он воздействует на пружину, растягивая ее, с силой 1Ньютон (1Н). Напарник измеряет получившуюся длину растянутой пружины. Показание L 2, которое, естественно, будет большим, также записывается в тетрадь как L 2 = … Простым арифметическим действием L 2 – L 1 = находится величина растяжения L.
Как найти <b>коэффициент</b> <strong>жесткости</strong>
4
По закону Гука: F упр. = kL. Следовательно, чтобы найти коэффициент упругости (k), надо силу растяжения пружины (F) разделить на величину удлинения (L). k = F/L.
5
Чтобы опытным путем определить коэффициент упругости заготовленной вами для тележки пружины, ее надо будет сжимать. Эта работа значительно сложнее выполняемой в школьной лаборатории. Во-первых, замерьте длину пружины в свободном состоянии и запишите результат(L 1).
6
Установите пружину вертикально в какую-нибудь гильзу, оставив свободной небольшую верхнюю часть. Возьмите определенный груз, например, гимнастическую гирю 16, 24 или 32 кг. Установите ее на верхний торец пружины и отметьте на гильзе или непосредственно измерьте линейкой длину сжатой пружины (L 2). Осторожно снимите гирю.
7
Вычислите значение L как разницу: L 1 - L 2. Подставьте значения в уже известную формулу k = F/L. Подбирайте по формуле F = kL допустимую массу перевозимого груза, исходя из величины сжатия пружины.
Видео по теме
Обратите внимание
Проявляйте максимальную осторожность при работе с пружиной. Она, стремясь распрямиться, в любой момент может «выстрелить» в непредсказуемом направлении и нанести увечье.
Поиск
Совет полезен?
Добавить комментарий к статье
Осталось символов: 500
к
Honor 6X Premium
новая премиальная версия
узнать больше