Comment fonctionnent les ressorts, les ressorts Comment stocker de l'énergie
Je f vous êtes comme moi et que vous aimez prendre les choses en morceaux, les ressorts sont votre ennemi juré. Essayez de mettre un gadget ou une machine à nouveau ensemble plus tard et ce sont les sources que vous avez vaincu souvent: juste où vont-ils et comment sur Terre-ils intègrent le à nouveau? Dans leur forme la plus familière, les ressorts sont trempés bobines de métal qui aident les choses reviennent à une position particulière, mais ils peuvent aussi être utilisés pour absorber l'énergie (comme en suspension de voiture) ou le stocker pendant de longues périodes de temps (comme dans les montres et horloges ). Vous pouvez trouver des sources dans tout des portes automatiques pour stylos à bille. Jetons un coup d'oeil de plus près comment ils fonctionnent!
Photo: ressorts en acier inoxydable Taut sur une lampe de bureau. Les ressorts hélicoïdaux tous ont la même forme en spirale de base, mais sont de toutes tailles, des minuscules petits que vous pouvez trouver dans des stylos à bille aux énormes ceux qui enveloppent autour absorbeurs de choc sur les voitures.
Qu'est-ce qu'un ressort?
Photo: Faire un ressort de papier en traçant une spirale sur du papier ou de la carte. Ensuite, il suffit de couper autour de la ligne avec une paire de ciseaux. Vous serez surpris de voir comment ce printemps est springy!
Vous pouvez faire un ressort de plus ou moins quoi que ce soit, même le papier ou la peau d'orange! Mais les types de sources que nous utilisons dans les machines fonctionnent efficacement que si elles sont assez rigides pour résister à une force de traction et suffisamment durable pour être étirées plusieurs fois sans se rompre. Typiquement, cela signifie qu'ils doivent être fabriqués à partir de matériaux tels que l'acier inoxydable ou des alliages durs tels que le bronze. Certains alliages ont une propriété appelée mémoire de forme. ce qui signifie qu'ils sont naturellement springy. cadres sont souvent fabriqués à lunettes à partir d'un alliage nickel - titane à mémoire de forme appelé nitinol, vendus sous les noms de marque tels que Flexon®.
Comment fonctionne un printemps?
Imaginez que vous avez un morceau de fil d'acier droit environ 10 cm (4 po) long comme un long paperclip que vous avez déballés. Si vous tirez avec vos doigts, il est extrêmement difficile de l'étirer. Enrouler autour d'un crayon et avec un peu d'effort, vous pouvez vous faire une petite mais parfaitement au printemps fonctionnement. Maintenant, tirer ou pousser avec vos doigts et vous trouverez que vous pouvez étirer et presser assez facilement.
Pourquoi cette fois-têtu morceau de métal soudainement devenir si coopérative? Pourquoi un ressort vraiment facile à étirer et presser quand le même morceau de métal, sous la forme d'un fil, était si peu disposés à changer de forme en premier lieu?
Lorsque le matériau est dans sa forme originale, elle implique l'étirement atomes tirant hors de leur position dans le cristal du métal du treillis et qui est relativement difficile à faire. Lorsque vous faites un ressort (comme vous le découvrirez si vous essayez plier un trombone), vous devez travailler un peu pour plier le métal en forme, mais il est loin d'être aussi difficile. Comme vous plier le fil, vous utilisez l'énergie dans le processus et une partie de cette énergie est stockée au printemps; il est préchargé, en d'autres termes. Une fois que le ressort est formé, il est facile de changer sa forme un peu plus: les plus enroulements de métal un ressort a, plus il est facile d'étirer ou de le presser. Vous avez seulement à changer chaque atome dans un ressort en spirale par une petite quantité et l'ensemble du ressort peut étirer ou de réduire d'une quantité surprenante.
Les ressorts sont parfaits pour le stockage ou d'absorption d'énergie. Lorsque vous utilisez une poussée ou traction force pour étirer un ressort, vous utilisez une force sur une distance si, en termes de physique, vous faites le travail et l'utilisation de l'énergie. Le resserrement du printemps, plus il est difficile de se déformer, plus le travail que vous avez à faire, et plus vous avez besoin d'énergie. L'énergie que vous utilisez n'est pas perdu: la majeure partie est stockée sous forme d'énergie potentielle au printemps. Relâchez un ressort tendu et vous pouvez l'utiliser pour faire le travail pour vous. Lorsque vous enroulez une horloge mécanique ou d'une montre, vous stocker de l'énergie en serrant un ressort. Comme le printemps se desserre, l'énergie est libérée lentement pour alimenter les engrenages à l'intérieur et tournez les mains autour du cadran d'horloge pour une journée ou plus. Catapults et arbalètes fonctionnent d'une manière similaire, sauf qu'ils utilisent des torsions élastiques pour leurs ressorts au lieu des bobines et les spirales de métal.
Types de ressorts
Photo: ressorts feuilles offrent suspension brute pour ce vieux camion de chemin de fer.
Vous pourriez penser qu'un ressort est un ressort est un ressort, mais vous auriez tort! Il existe plusieurs types tout à fait différents. Les plus connus sont des ressorts hélicoïdaux (comme ceux que vous trouverez dans des enclos et celui que nous nous avons fait au-dessus d'un paperclip): cylindres de fil enroulé autour d'un cercle de rayon fixe. ressorts en spirale sont similaires, mais la bobine devient plus petit au fur et vous atteignez le centre; notre ressort de papier est un exemple. Le délicat hairspring qui aide à garder le temps dans une montre est un autre exemple d'un ressort comme celui-ci. Les ressorts de torsion fonctionnent comme l'élastique dans une catapulte ou une bande élastique à plusieurs reprises tordues entre les doigts: ceux appropriés sont fabriqués à partir de pièces rigides de métal qui se tordent sur leur propre axe. ressorts feuilles sont des piles de barres métalliques courbes qui supportent les roues d'un camion de voiture ou chemin de fer et plier de haut en bas pour lisser les bosses et les bosses.
Que sont les ressorts utilisés pour?
Photo: à partir d'un ressort jouet mécanique. Lorsque vous liquidez le jouet, vous compressez le ressort dans beaucoup plus serré d'espace pour stocker l'énergie qui est libérée lorsque le jouet commence à se déplacer.
Ouvrez un stylo à bille (un de ceux avec un bouton, vous cliquez pour retirer la balle) et vous trouverez un ressort à l'intérieur. Regardez sous une voiture et il y a des sources là aussi, aider les amortisseurs pour lisser les bosses sur la route. Il y a des sources dans les montres et horloges, comme nous l'avons déjà vu. Et il y a un ressort dans un compteur de vitesse de voiture (au moins, l'un des plus mécaniques à l'ancienne). Une fois que vous avez commencé à spotting de printemps, vous trouverez, vous pouvez voir des sources partout!
Quels sont les matériaux fabriqués à partir de sources?
Photo: Quand est un ressort pas un ressort? Beaucoup de choses de tous les jours ont besoin « printemps », même si elles ne sont pas des sources. Par exemple, le clip de ce revers en plastique stylo est conçu pour fléchir (dans une certaine mesure) de sorte qu'il reste fermement dans votre poche. Ce n'est pas un ressort en tant que tel, mais il a été soigneusement conçu exactement de la même manière.