弹簧的弹力与形变的关系
把一根不计质量、原长为 l0 的弹簧一端固定,在它下面挂一钩码,弹簧就发生伸长形变,当达到平衡时伸长量为△l1,这时钩码受到的弹力 F1 的大小等于钩码所受的重力 G,即 F1=G;如果在弹簧下面挂两个相同的钩码,达到平衡时弹簧的伸长量增为△l2,这时钩码受到弹力的大小F2=2G=2F1,可以发现△l2=2△l1;当在弹簧下面挂三个相同钩码时,弹簧的伸长量增至△l3,钩码所受弹力的大小 F3=3G=3F1,也可以发现△l3=3
- △l1。
实验表明,在弹性限度以内,弹簧的弹力跟弹簧的伸长量成正比,即
F1
△l1
= F2
△l2
= F3 =
△l 3
k(常数)
式中比例常数 k 叫做弹簧的劲度系数(旧称倔强系数)。k 值的大小与弹簧的粗细、长度以及材料性质有关。
这一结论同样适用于弹簧发生压缩形变的情况。