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3D动画讲解弹簧秤的工作原理

  用3D动画演示讲解弹簧的工作原理：当秤上放有物体时，你会发现表盘里的红色指针在内部开始旋转，这代表物体的重量。当我们拿掉物体后，红色指针就会慢慢回到零的位置。有朋友会好奇，仅仅靠弹簧是如何判定物体重量的？现在就把它拆开看看里面是什么结构。首先我们会注意到里面有两个大弹簧，他们勾住上面，用螺栓固定在秤架上。盘子的中间有一个简单的齿轮系统，这个是齿条。隐藏在这里边的还有个小齿轮，当齿条来回转动时，小齿轮也会跟着转动，齿条用螺栓固定在弹簧所在的框架上，所以当弹簧下降时，齿条也下降，然后齿轮也跟旋转。这里还有一个小弹簧钩在齿条上，来确保齿条与小齿轮更好的接触。齿轮会穿过表盘的中心，表盘中的红色指针就可以套在齿轮上。

当秤被往下拉时，弹簧开始拉伸，齿条会带动齿轮开始旋转，这时候红色指针也开始跟着齿轮开始转动，这就代表物体的重量。当我们买来一个新秤或者将盘子最初连接到秤上时，你会发现红色指针不会直接指向零，这个时候我们就需要校准了。我们可以看到校准螺钉穿进了秤里边，直接顶到连接接弹簧的两个书轴板上，书轴板有两根轴固定在架子上，当我们开始拧动校准螺钉时，会推动书轴板开始转动，同时带动整个弹簧上升或者下降。那么这时候红色指针就会在弹簧的拉伸下开始转动，直到直向零的位置，就代表调整好了。

这样的弹簧秤之所以能有效的确定物体的重量，是来源于胡克定律。胡克定律是力学中的一个简单却又重要的定律。举个例子，当我们在秤上放上一公斤的物体时，它的弹簧会拉伸一厘米，当我们把重量加倍时，会发现它拉伸了两厘米，当我们每增加一公斤，弹簧就会拉伸一厘米，这就是固定的线性关系。也就是说，我们可以通过弹簧拉伸的长度来确定物体的重量。当我们在物理课上学习胡克定律时，你会看到这样一个方程，F等于K乘I克，K是弹簧的硬度，X是弹簧被拉伸的距离，X产生向下的力或物体的重量。也就是说，我们可以通过弹簧拉伸的长度来确定物体的重量。

但是胡克定律有个极限，如果你在一个小弹簧上施加很大的重量，那么弹簧就不会自动弹回去了，这就意味着已经超过了极限，弹簧也就无法再使用了。这也是有的秤最大能称200克、五千克、十千克的原因。更多作品关注-高维动画