作者chiohunpp (臥雲)
看板Rubiks
標題[心得] 剪彈簧
時間Mon Sep 28 20:43:09 2009
本來是不大想PO可是最近我已經遇到十幾個有這樣的問題，乾脆花點時間一起解答
之前對我有意見不爽的人很抱歉，我又出現了，不喜歡就請版主決定吧。
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首先先來講一個物理概念，國中以上的程度應該都具備一種知識那就是
「彈簧的伸長量與受力成正比，但是這條件僅限在彈性限度內」
這是「虎克定律」，也就是伸長量X 與 受力F 之間有一個關係常數K
可以寫成 F＝XK 而K就是所謂的彈簧彈力係數。除此之外彈簧還有一個特徵那就是：
兩條不同彈簧彈力係數分別是 K1與K2 其並聯之後的彈力係數＝K1+K2
K1×K2
兩條串聯則彈力係數＝─────
K1＋K2
很多人忽略掉最下面的這個關係，於是「剪彈簧會變軟」就成了方塊玩家的直覺
依照公式來說，把彈簧剪開想當於把兩條彈力係數一樣的彈簧分開（K1＝K2）
因此按照公式的計算可以得到新的短彈簧彈力係數是原始的兩倍，再利用虎克定律
我們可以得知在相同的伸長量（壓縮量）所需要的力量會變成兩倍 F＝2KX
因此按照正常的推算「彈簧變硬」才是真正的情況，結果我們都發現方塊會變軟
因為感覺才是真的，那麼上面的解釋就是錯的。
其實兩個都是正確的，上面我推導的過程有一個地方沒有考慮進去，那就彈簧長度的改變
當我們把原本長度 L 的彈簧剪去 N 長度 ，這也代表原本的壓縮量 X 也要減 N
所以後來的受力就變成 F2＝2（X－N）K 當N大於 X/2 的時候 F2就會小於原先的F
如此一來剪短彈簧才具有效果，所以彈簧不是亂剪就好。
先這樣其他有需要補充的再請大家幫忙。
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◆ From: 114.41.204.14
1F：推 xxakigo:專業解惑一定要推的... 09/28 20:43
2F：推 lovecube:超級專業解說... 09/28 20:52
3F：推 winiel559:聽不懂不過還是推專業... 09/28 20:58
4F：推 karte577:雖然之前教過..不過最後面還是半懂不懂.. 09/28 21:15
5F：推 xb27:話說...我好像知道這個理論(小聲)XD 推臥雲專業解說 09/28 21:22
6F：推 stanly60103:F2＝2（X－N）K 為什麼（X－N）K要乘2？ 09/28 21:22
7F：→ chiohunpp:因為彈簧剪短 彈力係數變兩倍 所以K變成2K 09/28 21:23
8F：→ stanly60103:K1=F/X1 K2=F/X2 串聯→K(1+2)=F/(X1+X2) 09/28 21:24
9F：→ stanly60103:我怎麼想都覺得彈簧剪短就會變硬QQ 09/28 21:25
10F：→ cubefan:沒問題 很直觀啊= =+ 有什麼問題嗎(燦笑) 09/28 21:27
11F：→ cubefan:是說忘記推臥雲重出江湖XD 09/28 21:27
12F：推 jerrychou82:推超專業解說~~ 09/28 21:30
13F：推 sksk2188:推 專業解說 雖然學過了 但忘了 瞎 09/28 21:45
14F：推 imryoma:這...彈簧剪短 K一定會變大 剪成一半長度 K→2K 09/28 21:48
15F：→ imryoma:不過 在方塊裡面 還是要看壓縮量的改變 如果壓縮量也變成 09/28 21:49
16F：→ imryoma:1/2 那 彈力就跟原本的一樣 只是 剪短後 裡面的空間也會 09/28 21:50
17F：→ imryoma:變大 這樣又跟方塊構造扯上關係 所以 09/28 21:50
18F：→ imryoma:要變軟 還是換條比較軟的彈簧吧 一 一b 09/28 21:51
19F：推 stanly60103:如果減短成一半長度，那麼只需要一半壓縮量，即可呈現 09/28 21:56
20F：→ stanly60103:和原本一樣的彈力，所以會有變硬的感覺 09/28 21:56
21F：→ stanly60103:剪短後裡面空間變大，把螺絲鎖緊就好了XD 09/28 21:57
22F：推 aegius1r:推 CF..這段學測會考喔..(汗顏) 09/28 22:22
23F：推 adamsun0306:m了 最近臥雲大好專業@@ 09/28 22:33
24F：→ Nolic:那個公式是指彈簧"串並聯"吧? 你剪下的的彈簧有再裝上去串聯 09/28 22:57
25F：→ Nolic:嗎? 應該不能直接套公式吧? 09/28 22:58
26F：→ chiohunpp:根據我的大一實驗報告，剪斷的彈簧的確接近2K 09/28 23:03
27F：→ Nolic:我一開始假設方向錯誤 應該用兩條合併成原本的彈簧下去想 09/28 23:21
28F：→ Nolic:理論上算出來的確是2K沒錯 錯的是我Q.Q 09/28 23:22
29F：推 cubefan:回SC 這段學測考了我不怕.但是扯到簡諧和功能原理我就囧了 09/29 00:41
30F：推 hot333:我好想打你喔 雲大 ...... 09/29 01:48
31F：→ hot333:你好討厭喔 我問一問你就跑來發文 =.= 抱歉我太笨 09/29 01:50
32F：→ chiohunpp:= =不是你問我才想發文，是正好昨天除你以外還有人問 09/29 07:24