Voorbeeld van elastiese potensiële energie van 'n veer

5 Voorbeelde van vrae oor elastiese potensiële energie van vere

1. 'n Veer word 'n las van 2 kg gegee en vertikaal op 'n staander gehang. As die veer met 4 cm verleng, dan is die verandering in potensiële energie Die elastiese krag van die veer is… g = 10 m/s²
Bespreking
Is bekend :
Massa van las (m) = 2 kg
Versnelling as gevolg van swaartekrag (g) = 10 m/s²
Laaggewig (w) = mg = (2)(10) = 20 Newton
Toename in lengte van veer (x) = 4 cm = 0,04 meter
Gevra Elastiese potensiële energie van die veer
Jawab :
Formule Hooke se wet is F = kx, waar F = krag, k = veerkonstante en x = toename in veerlengte. Indien aangepas vir hierdie probleem, word die Hooke se wetformule verander na w = kx, waar w = swaartekragOm die veerkonstante te bereken, verander Hooke se wetformule na k = w / x. Dus is die veerkonstante k = w / x = 20 / 0,04 = 500 Newton/meter.
Die verandering in die elastiese potensiële energie van die veer is:
EP = ½ kx² = ½ (500)(0,04)² = (250)(0,0016) = 0,4 Joule

Die verandering in elastiese potensiële energie van 'n veer kan ook met 'n enkele formule bereken word:
EP = ½ kx² = ½ (b / x) x² = ½ wx = ½ mgx
Beskrywing: w = gewigskrag van die las, m = massa van die las, x = verandering in lengte van die veer.
EP = ½ (2)(10)(0,04) = (10)(0,04) = 0,4 Joule.

2. Om 'n veer 10 cm te rek, is 'n krag van 50 N nodig. Die elastiese potensiële energie wat benodig word om die veer 12 cm te rek, is…
Bespreking
Is bekend :
Toename in lengte van veer (x) = 10 cm = 0,1 meter
Krag (F) = 50 Newton
Gevra : elastiese potensiële energie van die veer om die veer tot 12 cm of 0,12 meter te rek.
Jawab :
Die veerkonstante is:
k = F / x = 50 / 0,1 = 500 Newton/meter
Die veer wat gebruik word, is dieselfde, daarom word die veerkonstante wat in die vorige berekening verkry is, gebruik om die elastiese potensiële energie van die veer te bereken om die veer met 0,12 meter te rek.
EP = ½ kx² = ½ (500)(0,12)² = (250)(0,0144) = 3,6 Joule.

3. Die grafiek hieronder toon die verband tussen krag (F) en die toename in die lengte van die veer (x). As die veer met 10 cm vervorm word, dan is die elastiese potensiële energie van die veer…

Bespreking
Is bekend :
Krag (F) = 5 Newton
Toename in lengte van veer (x) = 2 cm = 0,02 meter
Gevra : potensiële energie van die veer as die veer met 10 cm of 0,1 meter vervorm word.
Jawab :
Veerkonstante:
k = F / x = 5 / 0,02 = 250 Newton/meter
Die potensiële energie van die veer as die veer met 0,1 meter vervorm word:
EP = ½ kx² = ½ (250)(0,1)² = (125)(0,01) = 1,25 Joule.

Elastiese Potensiële Energie
4. 'n Veer word 'n las van 2 kg gegee soos in die volgende figuur getoon. As die veer 'n toename in lengte van 5 cm ervaar en versnelling as gevolg van swaartekrag aarde 10 ms^-2, dan is die elastiese potensiële energie van die veer...
A. 4,0 J
B. 3,0 J
C. 2,5 J
D. 1,0 J
O. 0,5 J
Bespreking
Is bekend :
Toename in lengte (Δx) = 5 cm = 0,05 meter
Versnelling as gevolg van swaartekrag (g) = 10 m/s²
Massa van las (m) = 2 kg
Laaggewig (w) = mg = (2)(10) = 20 Newton
Gevra Potensiële energie van rubber?
Jawab :
Bereken eers die elastiese konstante van die veer met behulp van Hooke se wetformule:
k = w / Δx = 20 / 0,05 = 400 N/m
Die elastiese potensiële energie van die veer is:
EP = ½ k Δx² = ½ (400)(0,05)² = (200)(0,0025)
EP = 0,5 Joule
Die korrekte antwoord is E.

5. Om 'n veer 5 cm te rek, is 'n krag van 20 N nodig. Die potensiële energie van die veer wanneer dit 10 cm rek, is…
A. 2 Joule
B. 4 Joule
C. 20 Joule
D. 50 Joule
E. 100 Joule
Bespreking
Is bekend :
Toename in lengte (Δx) = 5 cm = 0,05 meter
Krag (F) = 20 Newton
Gevra : EP van die veer wanneer die veer 10 cm rek?
Jawab :
Veerkonstante:
k = F / Δx = 20 / 0,05 = 400 N/m
Die potensiële energie van die veer wanneer Δx = 10 cm = 0,1 meter:
EP = ½ k Δx² = ½ (400)(0,1)² = (200)(0,01)
EP = 2 Joule
Die korrekte antwoord is A.