Miten jouselle voidaan määrittää tarkasti jousivakio. Jousivakiohan kuvaa jousen venyttämiseen tarvittavaa voimaa tiettyä matkaa kohti. Mutta tarvittava voimahan muuttuu riippuen jousen venymästä. Jos otat jousen ja venytät sitä sentin, niin toisen sentin venyttämiseen tarvittava voima on takuulla suurempi kuin ensimmäiseen senttiin tarvittava voima. Miten fyysikot selittävät tämän?
Jousivakiosta
onkonäinvaieihä
156153
0Äänestä
Vastaukset 15
Vanhimmat
Jousi voi myös supistua. Kaikki jouset eivät ole "vetojousia".Koneenrakennuksen oppikirjoissa esitetään laskukaavat eri jousityypeille.
Eroja löytyy paine-, vääntö- ja vetojousien välillä.
Ns. lineaariselle jouselle pätee että jousivoima = jousivakio x jousen venymä/puristuma. Siten jousen venyttämiseen 2 cm tarvitaan kaksinkertainen voima verrattuna 1 cm venyttämiseen.
-- oisko käyrää osoittaan asia ,elikkä sitä rautalangasta vääntöä ?? -- kuinka pitkän matkan kaarijousella voi maksimissaan ampua nuolta ??
Ei sitä voi noin simppelisti laskea. Jousipyssyn pituusammuntaa on harrastettu kautta aikain. Nyrkkisääntö luonnonjousella puolisen kilsaa ja keinotekoisella toista kilsaa http://www.perinnejousi.fi/a_pituusam.htm
Jousivakio on vain laskennallista käsittelyä yksinkertaistava approksimaatio. Kun jousen puristuma tai venymä on lyhyt suhteessa jousen kokonaismittaan, niin jousen jousivakio ei juuri muutu. Siksi laskennallisessa käsittelyssä se voidaan yleensä olettaa vakioksi, vaikka todellisuudessa jousivakio ei ole vakio lainkaan vaan puristuman/venymän funktio.
Joissain käytännön sovelluksissa (esim. ajoneuvojen iskunvaimentimien jouset) jousi rakennetaan usein tarkoituksella progressiiviseksi eli sellaiseksi, että sen jäykkyys kasvaa radikaalisti puristuman funktiona.
Koulussa määritettiin jousen jousivakiota ja piirrettiin kuvaajaa venymästä massan funktiona ja erittäin tarkasti suoralle pisteet sattuivat.
Jousta venytettiin vieläpä huomattavan pitkiä matkoja
Näin juuri. Koululaitteiston mittaustarkkuudessa jouset ovat yleensä lineaarisia, joten jousivakio voidaan ihan perustellusti olettaa nimensä mukaan vakioksi. Tarkalleen ottaen se ei kuitenkaan ole vakio.
Jousen epälineaarisuus aiheutuu pääosin kahdesta tekijästä: geometrian muuttumisesta jousen venymän, puristuman tai vääntymän yhteydessä ja materiaalin epälineaarisuudesta. Yleensä geometrian muutos vaikuttaa myös vaikuttavan voiman kohtaan ja suuntaan sekä tuennan reunaehtoihin.
Usein riittävällä tarkkudella jousivakio k on vakio eli F = kx, joten jousen venyttäminen 0 --> 1 cm vaatii tasan yhtä paljon voimaa kuin jousen venyttäminen 1cm --> 2 cm. Sen sijaan tarvittava työ ei ole sama, koska venyttämiseen tarvittava energia on W = ½kx^2.
"Usein riittävällä tarkkudella jousivakio k on vakio eli F = kx,"
juuri niin.
" joten jousen venyttäminen 0 --> 1 cm vaatii tasan yhtä paljon voimaa kuin jousen venyttäminen 1cm --> 2 cm."
No ei todellakaan. jousen venyttämiseen vaadittava voima on sama kun voima suurimmalla venymällä, jossa jousi venymisen aikana on. 2cm venymällä siis kaksinkertainen 1cm venymään verrattuna, ja ko voima tarvitaan siis vasta venymisen lopussa. Sun logiikalla venyttäminen -1cm --> 0cm vaatisi vetovoimaa, todellisuudessa ei vaadita voimaa ollenkaan, vaan se tapahtuu ihan itsestään vapauttamalla alkutilan puristus.
Kuten täällä jo täysin oikein aiemmin sanottiin: "Ns. lineaariselle jouselle pätee että jousivoima = jousivakio x jousen venymä/puristuma. Siten jousen venyttämiseen 2 cm tarvitaan kaksinkertainen voima verrattuna 1 cm venyttämiseen."
Totta kyllä, voimasta ei voida puhua, (vaan pikemminkin tehosta?) mutta ajatuksen ymmärsit varmasti
<<< Kuten täällä jo täysin oikein aiemmin sanottiin: "Ns. lineaariselle jouselle pätee että jousivoima = jousivakio x jousen venymä/puristuma. Siten jousen venyttämiseen 2 cm tarvitaan kaksinkertainen voima verrattuna 1 cm venyttämiseen." >>>
Kyllä kyllä, mutta tuo ei nyt millään tavalla vastaa aloittajan kysymykseen. Hän ei ihmetellyt sitä, miten lineaarinen jousi käyttäytyy vaan sitä, ovatko jouset todellisuudessa lineaarisia: onko k vakio?
Hooken laki on vain lineaarinen approksimaatio jousille. Mikään jousi ei todellisuudessa ole tarkalleen ottaen lineaarinen, mutta moni jousi kyllä käyttäytyy tietyllä välillä hyvin lineaarisesti, joten approksimaatio on usein aivan riittävän tarkka.
Et tainnut ymmärtää, tai sitten keskityt vain hakemaan jotain sanomisen aihetta selvään asiaan.
F=ks, joka kertoo koko asian.
Esitetty voiman suuruus suhteessa matkaan on juurikin niin että jos voima F saa jousen matkan siirtymään 1cm, niin kun siihen lisätään samansuuruinen voima, niin siirtymä on 1..2 cm.
Tässä ei pitäisi olla mitään sanamuodon tulkintatilaa, jousivakion kaava kertoo asian yksiselitteisesti.
Taitaa olla kyseessä epäonnistuneesta viestinnästä. Aloittajan viestistä ei käy selville mitä hän hakee. Ja on parempi sanoa että venyttäminen 1 cm -> 2cm vaatii yhtä suuren lisävoiman kuin venytys 0 cm -> 1 cm.
Etkö itse juuri selittänyt mistä se johtuu! Ensimmäisen sentin venyttämiseen tarvitaan tietty voima. Toinen lisäsentti vaatii saman voiman lisää, jolloin voima tässä tilanteessa on jo kaksinkertainen jne. Tavallisen kierrejousen, joko puristus- tai vetojousen voima-venymäpiirroksen kuvaaja on origosta lähtevä nouseva suora. Jousivakio on tämän suoran kulmakerroin. Jousivakiolla siis kuvataan jousen jäykkyys.