1. 'n Massa van 2 kg is aan 'n veer vasgemaak. As die verlenging van die veer 4 cm is, bepaal potensiële energie van elastiese veer. Versnelling as gevolg van swaartekrag is 10 m/s2.
Bekend:
Massa (m) = 2 kg
Versnelling as gevolg van swaartekrag (g) = 10 m/s2
gewig (w) = mg = (2)(10) = 20 N
Verlenging (x) = 4 cm = 0.04 m
Gesoek: Potensiële energie van elastiese veer
oplossing:
Formule van Hooke se wet :
F = kx
F = krag, k = veerkonstante, x = die verandering in lengte van die veer
Veerkonstante:
k = w / x = 20 / 0.04 = 500 N/m
Potensiële energie van elastiese veer:
PE = ½ kx2 = ½ (500)(0.04)2 = (250)(0.0016) = 0.4 Joule
Alternatiewe oplossing:
PE = ½ kx2 = ½ (b / x) x2 = ½ wx = ½ mgx
w = gewig, m = massa, x = die verandering in lengte van die veer
PE = ½ (2)(10)(0.04) = (10)(0.04) = 0.4 Joules.
2. Die verlenging van die veer wat deur 'n krag F = 50 N gerek word, is 10 cm. Wat is die potensiële energie van die elastiese veer as die verlenging van die veer 12 cm is?
Bekend:
Verlenging (x) = 10 cm = 0.1 m
Krag (F) = 50 N
Gesoek Die potensiële energie van die elastiese veer
oplossing:
Veerkonstante:
k = F / x = 50 / 0.1 = 500 N/m
Die potensiële energie van die elastiese veer as die verlenging van die veer 12 cm is.
PE = ½ kx2 = ½ (500)(0.12)2 = (250)(0.0144) = 3.6 Joule.
3. Grafiek van F teenoor x word in die figuur hieronder getoon. Wat is die potensiële energie van die elastiese veer, as die verlenging van die veer 10 cm is.
Bekend:
Krag (F) = 5 N
Die verlenging van die veer (x) = 2 cm = 0.02 m
Gesoek: Die potensiële energie van die elastiese veer as die verlenging van die veer 0.1 m is.
oplossing:
Veerkonstante:
k = F / x = 5 / 0.02 = 250 N/m
Die potensiële energie van die elastiese veer as die verlenging van die veer 0.1 m is:
PE = ½ kx2 = ½ (250)(0.1)2 = (125)(0.01) = 1.25 Joule.
4. 'n Atleet spring op 'n veerinstrument met 'n gewig van 500 N, die veer verkort met 4 cm. Bepaal die hoeveelheid potensiële energie om die atleet te forseer.
A. 20 Joule
B. 10 Joule
C. 5 Joule
D. 2 Joule
Bekend:
Krag (F) = 500 N
Die verandering in lengte van die veer (Δx) = 4 cm = 0.04 m
Gesoek: Die potensiële energie van die lente
oplossing:
Bereken die elastiese konstante van 'n veer met behulp van die vergelyking van Hooke se wet:
k = F / Δx = 500 N / 0.04 m = 12500 N/m
Die elastiese potensiële energie van die veer:
PE = ½ k Δx2 = ½ (12500)(0.04)2 = (6250)(0.0016)
PE = 10 Joule
Die korrekte antwoord is B.
5. 'n Lente wanneer opgehang met 'n massa van 500 gram, sy lengte neem met 5 cm toe. Bepaal sy konstant en sy potensiële energie.
Bekend:
Massa van voorwerp (m) = 500 gram = (500/1000) kg = 5/10 kg = 0.5 kg
Versnelling (g) = 10 m/s2
Voorwerpgewig (w) = mg = (0.5 kg)(10 m/s2) = 5 kg m/s2 = 5 Newton
Die verandering in lengte van die veer (Δx) = 5 cm = 0.05 m
Gesoek: veer se konstante (k) en potensiële energie (PE)
oplossing:
Bereken eers die veerkonstante met behulp van die vergelyking van Hooke se wet:
k = w / Δx = 5 N / 0.05 m = 100 N/m
Die potensiële elastisiteit van die veer:
PE = ½ k Δx2 = ½ (100)(0.05)2 = (50)(0.0025)
PE = 0.125 Joule
[wpdm_package id = '1179 ′]
- Werk verrig deur kragprobleme en oplossings
- Arbeid-kinetiese energieprobleme en oplossings
- Werk-meganiese energiebeginselprobleme en oplossings
- Probleme en oplossings vir gravitasie-potensiële energie
- Potensiële energie van elastiese veerprobleme en oplossings
- Kragprobleme en oplossings
- Toepassing van die behoud van meganiese energie vir vryvalbeweging
- Toepassing van die behoud van meganiese energie vir op- en afwaartse beweging in vryvalbeweging
- Toepassing van die behoud van meganiese energie vir beweging op kromme-oppervlaktes
- Toepassing van die behoud van meganiese energie vir beweging op 'n skuins vlak
- Toepassing van die behoud van meganiese energie vir projektielbeweging
