4.15
כאשר מופעל כוח על קפיץ ליניארי, הכוח המשחזר גדל באופן שווה עם ההזזה. קשר זה פועל לפי חוק הוק, המאפשר חישוב העבודה שנעשית מעקומת הכוח-ההזזה.
עבור קפיץ לא ליניארי, חוק הוק אינו חל. הכוח המחזיר שלו משתנה עם המיקום, ולכן גרף הכוח-הזזה הופך למעוקל.
סך העבודה שנעשית במתיחת הקפיץ נקבעת על ידי אינטגרציה של כוח זה על פני ההזזה.
עם זאת, האינטגרל קשה לפתרון ישיר כי איבר שורש ריבועי מסבך את תהליך האינטגרציה הסטנדרטי.
כדי לפשט את האינטגרל, משתמשים בכלל ההחלפה. הוא מציג משתנה חדש למונח המרוכב. גזירה של המשתנה וסידור מחדש של הנגזרת עוזרת לנו להחליף את שאר האיברים בתוך האינטגרל.
החלת ההחלפה ממירה את האיבר שבתוך השורש הריבועי לביטוי פשוט יותר, וממיר את האינטגרל לפונקציית חזקה יחידה.
לאחר האינטגרציה, המשתנה החדש מוחלף במשתנה ההעתקה המקורי, תוך שמירה על הפרשנות הפיזיקלית שלו.
הביטוי הסופי מייצג את העבודה הנדרשת למתיחה של קפיץ לא ליניארי.
כאשר מופעל כוח על קפיץ ליניארי, הכוח המחזיר גדל ביחס ישר להעתק. התנהגות זו מתוארת על ידי חוק הוק, המאפשר לקבוע את העבודה הנעשית על הקפיץ ישירות מן הקש…
זכויות יוצרים © 2026 MyJoVE Corporation. כל הזכויות שמורות.