Undersøke sammenhengen mellom fjærforlengelsen og fjærkraften, og hvordan de er direkte proporsjonale med hverandre i Hookes lov.
Teori:
Hookes lov, formulert av den engelske fysikeren Robert Hooke, sier at fjærkraften F er proporsjonal med fjærforlengelsen x. Dette gir funksjonen F=kx, der k er fjærkonstanten og sier noe om stivheten til fjæren, og x er utstrekningen fra likevektpunktet (der ingen krefter virker på fjæra). Desto større k blir, desto stivere blir fjæra. Fjærkonstanten har enhet N/m og er positiv. Hookes lov er i realiteten bare en førstegrads lineær tilnærming til den virkelige endringen i fjær og andre elastiske legemer. Når kreftene overstiges vil loven ikke gjelde, siden materiale av alle slag ikke kan strekkes utover en maksimal størrelse eller komprimeres utover en minimumsstørrelse, uten at tilstanden eller formen endres. Flere materialer vil avvike fra Hookes lov lenge før de elastiske grensene nås. Men loven er derimot en nøyaktig tilnærming til de fleste elastiske legemer, og brukes derfor i alle former for fysikk og vitenskap. Loven brukes for eksempel i kraftmålere og balanse hjulet i de fleste mekaniske klokker (Wikipedia).
Figur 1 viser hvordan fjærutstrekningen kan måles når et lodd blir festet til fjæren. (Bildet er hentet fra Liten Kunnskap).
Hookes lov kan testes ved å feste lodd med kjent masse til en fjær og måle fjærutstrekningen, slik vist på bildet til høyre. Fjærkraften vil være like stor som gravitasjonskraften som loddet trekker fjæren ned med. Dette skjer etter newtons tredje lov, der gravitasjonskraften G=mg er lik fjærkraften F siden den virker som en motkraft. Dermed får vi F=G=mg, og siden loddet står i ro er summen av kreftene lik null, og dette gir ?F=0 ?G-F=0 ?F=G. Ved å måle utstrekningen kan vi finne fjærkonstanten k. Dette utfører vi i del B av forsøket, og tilsvarende kan gjøres ved å strekke en fjær med en kraftmåler og få fjærkraften direkte, slik som vi skal gjøre i del A av forsøket (Kjetil L.N)..
Det er gratis at oprette en konto