3D tryckt kraft Sensor för klassrummet (4 / 8 steg)
Steg 4: Grundläggande koncept: hur det fungerar (Hookes lag)
Över 350 år sedan engelska forskare Robert Hooke gjorde en mycket bra upptäckt: att förskjutningen av en squished våren är proportionell mot den kraft som används för att trycka ihop det.
För alltid kallas efteråt Hookes lag, Forskarna vet i dag att styrkan av en fjädrar kan förutses med en enkel ekvation: kraft lika med fjädra klassar gånger avståndet eller F = k * X
Naturligtvis måste du veta vårens fjäderkonstant för denna ekvation att vara användbar. Bortsett från bestämmer det experimentellt med kända vikter du kan också förutsäga fjäderkonstant alla vårens utifrån diametern på dess binder, tändspolen ytterdiametern, dess okomprimerade längd och dess genomsnittliga diameter.
Här är en awesome interaktiva online-verktyg som du kan använda för att se hur varierande var och en av dessa variabler kan ändra egenskaperna för våren. Det fungerar för de fyra vanligaste typerna av fjädrar, det vill säga konstant diameter komprimering, förlängning, vridning, och klockan fjädrar.
I 3D tryckt ladda cellen, är fjädra klassar noterat på paketet när du köper våren, men den X delen av Hookes lag ekvation (avståndet du trycka ihop våren) mäts av linjär potentiometer.
Tänk på detta: vad skulle hända om jag använde en längre eller kortare linjär potentiometer? Tänk om våren var ännu starkare? (svar i steg 7)