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.
Как определить коэффициент жесткости
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.
Как определить жесткость пружины
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 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?
Как определить жесткость воды в аквариуме
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 полезен?
Поиск
Добавить комментарий к статье
Осталось символов: 500