力是和應變成正比還是和位移成正比?

時間 2021-08-12 21:35:48

1樓:騎士

兩者並不矛盾。

令某彈簧長度為L,剛度為K,力F與位移X成正比:

F=KX

位移是彈簧移動端相對於固定端的移動量,也可以理解為彈簧的變形量,為彈簧原長度與應變的乘積:

X=L所以:F=KL

等式兩邊同時除以名義橫截面積A,得:

K、L、A均為常量,可見,應力與應變同樣成正比。

如果將彈簧在中間剪斷,彈簧長度變為L/2,那麼剛度會變為2K。彈簧位移為X/2時即可與外力F平衡。

2樓:蕭風

你提出了兩個問題。

第1個,虎克和彈簧是一致的,人們常稱之為虎克彈簧。由彈簧到本構的推導如下。

F=KΔL

兩邊除以截面積A

(F/A)=(KL/A)( ΔL/L)

對應的三個括號,形成三個定義,依次為應力,彈模,應變。即σ=Eε

第2個問題。如果是基於線性假定,你彈簧截掉一半的話,其彈簧的剛度增加一倍。也就是說彈簧的剛度是和長度相關的量。

這個關係可以經驗性的理解。舉個粟子。你手上有兩根完全一樣的皮筋圈兒,女孩子扎頭髮的那種。

假如一根兒剪開,長度有10公分,另一根兒剪開取一半,長度為5公分。你讓兩根彈簧同時伸長5公分,顯然長度為5公分的拉力比較大一些。

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