Независимый пружинный блок Pocket 5 zone является модернизированным и более современным продолжением пружинного блока Pocket. Конструкция блока независимых пружин Pocket 5 zone состоит из 5-витковых пружин диаметром от 1,4 до 1,8 мм (цилиндрической формы), изготовленных из сплава стальной высокоуглеродистой проволоки. Высота пружинного блока Pocket 5 zone равна 14 см.
Цилиндрическая форма пружины достигается путем завивки пружины от меньшего радиуса на поверхности до большего в середине пружины. После завивки пружина проходит термическую обработку, благодаря чему снимается остаточное напряжение и, тем самым, повышается упругость пружин.
Далее пружина в поджатом состоянии помещается в индивидуальный «чехол» или «карман» из нетканого материала, что гарантирует готовность пружины к работе. Лента готовых «карманов» с пружинами, скрепляется между собой термоклеевой технологией, обеспечивая независимую работу каждой пружины в отдельности и бесшумность при соприкосновении пружин между собой.
Описанная технология производства блока Pocket 5 zone полностью соответствует технологии производства пружинного блока Pocket, с одним немаловажным отличием. Пружинный блок Pocket 5 zone разбит на зоны (отсюда и название «зональный блок»). Зональный блок представляет собой систему пружин различной степени жесткости. Каждая зона рассчитана под определенные части тела человека (голова, шея, поясничный отдел, тазовая область, ноги), в зависимости от веса. Жесткость достигается применением пружин различного диаметра, благодаря чему зоны по-разному подстраиваются под строение тела человека и равномерно распределяют нагрузку.
Таким образом, пружинный блок Pocket 5 zone, имея зональную систему независимых пружин различной жесткости из 256 пружин на квадратный метр (512 пружин на спальное место), придает матрасу высокие ортопедические и анатомические свойства.
Матрас более естественно подстраивается (по сравнению с пружинным блоком Pocket) под контуры тела человека и осуществляет отличную поддержку по всей поверхности. Матрасы на данном пружинном блоке рассчитаны на весовую нагрузку до 140 кг на спальное место.
Необходимо отметить, что матрасы на основе зонального пружинного блока, не обладают «эффектом волны». То есть когда один человек переворачивается, встает с матраса или ложится на него, то «эффект «волны» не передается спящему рядом партнеру.
Примером матраса на независимом пружинным блоком Pocket 5 zone в каталоге производителя матрасов и аксессуаров для сна «АСАНА» является разносторонний матрас Saimaa с комфортным слоем кокоса и латекса.
Привычный для всех нас старый добрый пружинный матрас. Казалось бы, ну, чем конструктивно может удивить данное изделие?! Однако не всё так очевидно с пружинными матрасами.
С тех пор, как вышла первая модель пружинного матраса, инженеры и технологи непрерывно экспериментировали с пружинными блоками, пытаясь добиться максимального комфорта, который может подарить матрас. В итоге сейчас насчитывается несколько десятков запатентованных пружинных блоков, которые хотя, по сути, и являются вариациями всего лишь двух принципиально разных типов (зависимого и независимого) пружинных блоков, но в то же время имеют немало отличий друг от друга.
Нашей фабрикой в производстве матрасов используется несколько разновидностей пружинных блоков. Для каждой из них ниже приведена краткая характеристика, которая поможет Вам определиться в выборе пружинного матраса.
Зависимые пружины Bonnel. Это, пожалуй, самый первый блок, на котором стали производиться пружинные матрасы (и производятся до сих пор). Это те самые пружины, которые Вы могли ощущать под собой, в детстве оставаясь на ночь у Вашей бабушки.
Матрасы на основе данных пружин надёжные, в меру комфортные и недорогие. Единственный недостаток – эффект «волны», особенно ярко проявляющийся в двуспальных размерах.
Независимый пружинный блок TFK. Это следующая ступень эволюции пружинного блока и наиболее распространённый тип пружин в современных изделиях. Данный блок представляет собой систему пружин, не связанных между собой и не влияющих друг на друга при их сжимании (отсюда и название – независимые). Каждая из пружин помещена в отдельный чехол из износостойкого материала. Преимущества данного блока: существенно больший комфорт, отсутствие эффекта волны и невысокая стоимость.
S-1000 (мультипакет) и S-2000 (микропакет). Данные пружинные блоки выполнены по тому же принципу, что и TFK, однако их количество гораздо больше, при этом они меньше по диаметру. Чем выше плотность пружин в матрасе, тем он точнее повторяет контуры тела. Максимальное количество пружин составляет 2000 шт.
на спальное место, это так называемый блок «микропакет», пружины в его составе имеют значительно меньший диаметр, нежели в TFK. Преимущества: продолжительный срок службы; максимальный комфорт, который может подарить пружинный матрас. Недостаток: высокая стоимость.
Duet (пружина в пружине). Специфическая конструкция данного блока разработана специально для матрасов, на которых спят пары с большой разницей в весе. Известная проблема: когда два человека с разным весом ложатся на разные стороны матраса, тот человек, чей вес будет меньше, будет всё время «скатываться» на сторону более тяжёлого человека. С данной проблемой справились следующим образом: конструкция пружин «Дуэт» такова, что во внешней (более упругой и мягкой) пружине располагается ещё одна (чуть более короткая, но при этом жёсткая) пружина.
Таким образом, когда на такой матрас ложится человек небольшого веса (до 60-70 кг), его массу легко выдерживают внешние пружины, обеспечивая комфортную и упругую поддержку.
Когда же на матрас ложится человек более плотной комплекции, его веса хватает, чтобы «продавить» внешние пружины, и поддержку его телу будут оказывать уже более жёсткие внутренние пружины. Поскольку соседние пружины в блоке никак не соединены между собой, продавливание пружин на разную высоту никак не отражается на комфорте сна обоих партнеров. Матрасы с подобным пружинным блоком способны нивелировать разницу между супругами до 35-40 кг. Если же разница в весе у супругов составляет более 40 кг, оптимальным решением будет размещение 2-х матрасов в их общей кровати.
Популярные товары
Soft L1
Жёсткость
Средняя / Низкая
Высота
16 см
Допустимый вес
100 кг
8 050 ₽ 14 637 ₽
Roll Standart 12
Жёсткость
Средняя / Низкая
Высота
12 см
Допустимый вес
100 кг
5 248 ₽ 9 542 ₽
Soft Cocos Strutto 1
Жёсткость
Высокая / Низкая
Высота
17 см
Допустимый вес
120 кг
7 379 ₽ 13 417 ₽
ErgoRoll 10
Жёсткость
Средняя / Низкая
Высота
10 см
Допустимый вес
80 кг
4 675 ₽ 8 500 ₽
Если вы когда-либо видели кадры с астронавтами на борту Международной космической станции (МКС), вы, вероятно, видели, сколько усилий они вкладывают в упражнения и поддержание формы в космосе.
Но как они могут следить за своим весом, учитывая, что объекты на орбите испытывают невесомость? Решение представляет собой специализированное устройство для взвешивания, которое использует принципы простого гармонического движения (SHM) для определения массы астронавта. Прикрепив себя к пружине с известной жесткостью, можно измерить собственную частоту колебаний системы космонавт-пружина и использовать ее для расчета их массы.
Осциллятор с пружинным блоком — классический физический эксперимент, демонстрирующий те же принципы, что и весы на МКС. В этой статье описывается эксперимент с пружинным блоком, выводится уравнение для определения собственной частоты и периода времени различных осцилляторов, а также вводится метод энергетического анализа для определения скорости и смещения в различных точках колебаний.
Простая модель системы, которая демонстрирует простое гармоническое движение (SHM), представляет собой пружинный осциллятор, также называемый линейный простой гармонический осциллятор .
Как показано ниже, он состоит из горизонтальной пружины, соединенной с массой \(m\), которая скользит по воображаемой поверхности без трения. Осциллятор описывается как линейный , потому что сила, создаваемая пружиной, прямо пропорциональна \(х\).
Схема эксперимента с линейным простым гармоническим генератором с использованием пружины, соединенной с массой. В положении равновесия перемещение блока равно 0, при этом также отмечено максимальное перемещение А на крайних точках колебаний. StudySmarter Originals 92\cos\left( (\omega t)+ \phi \right)$$
В этих кинематических уравнениях для СГМ переменные следующие:
\( A \) максимальная амплитуда колебаний в метрах \( \mathrm{(м)} \).
\( \omega \) — угловая скорость колебаний СГМ, выраженная в радианах в секунду \( \mathrm{(rad/s)} \).
\( t \) — время (момент, в который должны быть рассчитаны значения), измеренное в секундах \( \mathrm{(s)} \).
\( \phi \) — фазовая постоянная колебаний, представляющая собой значение, представляющее положение колебаний в точке \( t=0\;\mathrm{s} \).
Он дается в радианах.
Формула пружинно-массового осциллятора
Из второго закона Ньютона мы знаем, что сила, действующая на объект, равна произведению его массы на его ускорение под действием силы:
$$F=ma$$
И, следовательно, усилие пружины можно приравнять ускорению массы: 92=k$$
$$\omega = \sqrt{\dfrac{k}{m}}$$
Это уравнение дает нам собственную угловую частоту системы колебаний с пружинным блоком, которая, как мы видим, независима. амплитуды колебаний. Единицами угловой частоты являются радианы в секунду, при этом оборот \(2\pi \) радиан представляет собой одно полное колебание. Мы также можем использовать это, чтобы узнать частоту и период времени колебаний. Это связано с тем, что угловая частота напрямую связана с частотой колебаний и периодом времени:
$$f= \frac{\omega}{2\pi}$$
$$T=\frac{1}{f}=2\pi\omega$$
Где частота колебаний \( f \) измеряется в герцах \( \mathrm{(Hz)} \), а период времени \( T \) измеряется в секундах \( \mathrm{(s)} \).
Это означает, что для пружинного осциллятора:
$$f=\frac{1}{2\pi}\sqrt{\frac{k}{m}}$$
$$T=2\ pi\sqrt{\frac{m}{k}}$$
В показанном ниже простом линейном гармоническом осцилляторе пружина имеет жесткость \(1000\;\mathrm{N/m} \), а блок имеет массу \( 5\;\mathrm{kg} \). Определить частоту и период колебаний системы.
Иллюстрация простого линейного гармонического генератора, состоящего из пружины и блока. StudySmarter Originals
Мы можем найти угловую частоту, используя полученное ранее уравнение:
$$\omega = \sqrt{\dfrac{k}{m}} = \sqrt{\dfrac{1000\;\mathrm{N /м}}{5\;\mathrm{кг}}}= 14,14\; \mathrm{rad/s}$$
Поскольку одно полное колебание составляет \( 2\pi \) радиан, мы можем разделить угловую частоту на \( 2\pi \), чтобы найти частоту в герцах:
$$ f = \frac{\omega}{2\pi}=\frac{14,14\;\mathrm{рад/с}}{2\pi}=2,25\;\mathrm{Hz}$$
В качестве альтернативы, мы можем рассчитать это напрямую, используя наше уравнение для частоты:
$$f= \frac{1}{2\pi}\sqrt{\frac{k}{m}}=\frac{1}{ 2\pi}\sqrt{\frac{ 1000\;\mathrm{Н/м}}{5\;\mathrm{kg}}}=2,25\;\mathrm{Гц}$$
Период времени также может вычисляется напрямую:
$$T=2\pi\sqrt{\frac{m}{k}}=2\pi\sqrt{\frac{5\;\mathrm{kg}}{1000\;\mathrm {Н/м}}}=0,44 с$$
Изучение того, как энергия передается в пружинном блоке генератора, полезно для полного понимания того, что происходит в системе, и почему он показывает SHM.
Потенциальную энергию сжатой или растянутой пружины можно рассчитать, учитывая работу, необходимую для сжатия или растяжения пружины до этого положения:
$$W = \bar{F}x$$
Помните, что сила пружины изменяется при сжатии, но поскольку она изменяется линейно, мы можем использовать среднюю силу и получить тот же результат. Средняя сила \( \bar{F} \) определяется как:
$$\bar{F}=\frac{1}{2}\left( F_1+F_0\right)$$
Где \( F_0\) и \(F_1\) — усилие пружины (в ньютонах), создаваемое несжатой и сжатой пружиной соответственно.
Расстояние \( x \), на которое пружина сжимается (или растягивается), представляет собой разницу между сжатым \( x_1 \) и несжатым \( x_0 \) перемещением:
$$x = x_1-x_0$$
Мы можем подставить в закон Гука силы пружины\( F_1 \) и \( F_0 \) , что даст нам:
$$W=\bar{F}s =\left[ \frac{1}{2}(F_1+F_0) \right]x =\left[ \frac{1}{2}(kx_1+kx_0) \right]x $$
Мы можем упростить это уравнение путем расширения членов:
$$W=-\frac{1}{2}\left( kx_1x+kx_0x \right)$$
Как несжатое смещение \( x_0=0\;\mathrm{m} \), это означает, что \( x_1=x \).
Это также означает, что все термины, содержащие \( x_0 \), сводятся к нулю. Применяя их к уравнению для работы, затрачиваемой на сжатие пружины, получаем: 92$$
Из изучения кинематики СГМ известно, что скорость колебаний максимальна при прохождении точки равновесия и равна нулю в крайних точках смещения. Поскольку при изучении СГМ мы пренебрегаем потерями энергии, мы знаем, что вся потенциальная энергия, запасенная в пружине при ее растяжении или сжатии, должна быть переведена в кинетическую энергию колебаний при разжатии пружины, а полная энергия \( PE +КЕ\) в системе постоянна. 92}{m}}$$
Давайте применим это на практике.
Ниже показан эксперимент с пружинным блоком. Если пружина первоначально сжата на \( 10\;\mathrm{см} =0,01\;\mathrm{м} \), с какой скоростью будет двигаться брусок при прохождении через точку равновесия после того, как его отпустят?
Иллюстрация простого линейного гармонического генератора, состоящего из пружины и блока.
На этой диаграмме блок смещен влево. StudySmarter Originals
Подставим известные данные в уравнение для скорости и упростим. 92}{2\;\mathrm{kg}}}=\sqrt{\dfrac{4}{2}}=\sqrt{2}=1,414\;\mathrm{м/с}$$
Если мы отрегулируем эксперимент с пружинным блоком так, чтобы блок теперь висит вертикально на пружине, как показано на диаграмме ниже, это вводит эффект гравитации. К счастью, мы можем использовать аналогичный подход к анализу энергии, чтобы понять поведение этой системы.
Полная энергия в системе по-прежнему постоянна для вертикального пружинно-массового осциллятора. Затем нам просто нужно добавить член гравитационной потенциальной энергии к нашему уравнению энергии:2$$
В этом примере ускорение свободного падения рассматривается как \(g = 10\;\mathrm{N/kg} \).
Приведенная ниже экспериментальная установка показывает блок \( m=3\;\mathrm{kg} \), подвешенный на пружине с жесткостью (постоянной пружины) \( k=600\;\mathrm{N/m} \ ).
До прикрепления блока пружина остается нерастянутой, а ее нижняя точка простирается до \(x_0=0\; \mathrm{m} \). Когда блок прикреплен, пружина растягивается до тех пор, пока сила пружины не нейтрализует силу тяжести, и система не придет в равновесие при смещении \( x_1 \). Найдите значение \( x_1 \).
Эксперимент с вертикальным пружинным блоком, показывающий нерастянутую пружину при смещении \(x_0 \), положение равновесия нагруженной пружины при \(x_1 \) и максимальное растяжение пружины при \(x_2 \). StudySmarter Originals
Равновесное положение системы можно найти путем расчета смещения, необходимого для действия силы тяжести, и силы пружины, чтобы приравнять:
$$W = mg = 3\;\mathrm{kg}\times10\;\mathrm{ Н/кг}=10\;\mathrm{N}$$
$$\поэтому F_{\text{пружина}}=-kx_1=-600\;\mathrm{Н/м}\times x_1\;\ mathrm{m}=30\;\mathrm{N}$$ 92+3\;\mathrm{kg\times10\;\mathrm{N/kg}\times-0.2\;\mathrm{m}}$$
$$\text{Общая энергия при }x_2=12 Дж$ $
Когда блок отпускается, сила пружины ускоряет его вверх.
2$$ 92$$
$$ \sqrt{\frac{12,75\;\mathrm{J}}{1,5\;\mathrm{kg}}}=v_1 = 2,916\;\mathrm{м/с} $$
Мы также могли бы использовать этот энергетический метод, чтобы найти максимальное смещение колебания, но есть более простой вариант — мы знаем, что ключевой особенностью простого гармонического движения является то, что величина смещения в любом направлении от точки равновесия одинакова!
В этом примере наше минимальное перемещение находится в точке \(x_2=-0,2\;\mathrm{m} \), а точка равновесия находится в точке \(x_1=-0,05\;\mathrm{m} \). Это означает амплитуду колебаний \( A=0,15\;\mathrm{m} \). Мы можем добавить амплитуду к точке равновесия, чтобы найти максимальное смещение колебания:
$$x_1+A = -0,05\;\mathrm{m}+0,15\;\mathrm{m}=0,1\;\mathrm{m}$$
Блок будет колебаться вокруг положения равновесия с простым гармоническим движением. Этот эксперимент также известен как линейный простой гармонический осциллятор.
