የጸደይ የመለጠጥ አቅም ኃይል ምሳሌ

ስለ ስፕሪንግስ የመለጠጥ አቅም ኃይል 5 የጥያቄዎች ምሳሌዎች

1. አንድ ስፕሪንግ 2 ኪ.ግ ጭነት ተሰጥቶት በቆመ ላይ በአቀባዊ ይሰቀላል። ስፕሪንግ በ4 ሴ.ሜ የሚረዝም ከሆነ፣ የሚቀጥለው ለውጥ እምቅ ኃይል የጸደይ የመለጠጥ ኃይል… g = 10 ሜ/ሰ²
ውይይት
የሚታወቅ ነው :
የጭነት ክብደት (ሜ) = 2 ኪ.ግ.
በስበት ኃይል ምክንያት የሚፈጠር ፍጥነት (ግ) = 10 ሜ/ሰ²
የጭነት ክብደት (w) = mg = (2)(10) = 20 ኒውተን
የጸደይ ርዝመት መጨመር (x) = 4 ሴ.ሜ = 0,04 ሜትር
ተጠይቋል የጸደይ ተለዋዋጭ እምቅ ኃይል
ጃዋር :
ፎርሙላ የሁክ ህግ F = kx ሲሆን፣ F = ኃይል፣ k = የጸደይ ቋሚ እና x = የጸደይ ርዝመት መጨመር ነው። ለዚህ ችግር ከተስማማ የሁክ ህግ ቀመር ወደ w = kx ይቀየራል፣ w = የስበት ኃይልየጸደይ ቋሚውን ለማስላት፣ የሁክን ሕግ ቀመር ወደ k = w / x ይቀይሩት። ስለዚህ የጸደይ ቋሚው k = w / x = 20 / 0,04 = 500 ኒውተን/ሜትር ነው።
የጸደይ የመለጠጥ አቅም ኃይል ለውጥ፡
ኢፒ = ½ ኪ.ሜ² = ½ (500)(0,04)² = (250)(0,0016) = 0,4 ጁልስ

የጸደይ የመለጠጥ አቅም ኃይል ለውጥ በአንድ ቀመር ሊሰላ ይችላል፡
ኢፒ = ½ ኪ.ሜ² = ½ (ወ / x) x² = ½ wx = ½ ሚ.ግ.
መግለጫ፡ w = የጭነቱ ክብደት ኃይል፣ m = የጭነቱ ክብደት፣ x = የጸደይ ርዝመት ለውጥ።
ኢፒ = ½ (2)(10)(0,04) = (10)(0,04) = 0,4 ጁልስ።

2. 10 ሴ.ሜ የሆነ ጸደይ ለመዘርጋት 50 N ኃይል ያስፈልጋል። ጸደይ 12 ሴ.ሜ ለመዘርጋት የሚያስፈልገው የመለጠጥ አቅም ኃይል…
ውይይት
የሚታወቅ ነው :
የጸደይ ርዝመት መጨመር (x) = 10 ሴ.ሜ = 0,1 ሜትር
ኃይል (ረ) = 50 ኒውተን
ተጠይቋል ፦ የጸደይ ወቅትን እስከ 12 ሴ.ሜ ወይም 0,12 ሜትር ድረስ ለመዘርጋት የሚያስችል የመለጠጥ አቅም ያለው የጸደይ ኃይል።
ጃዋር :
የጸደይ ቋሚው የሚከተለው ነው፦
k = F / x = 50 / 0,1 = 500 ኒውተን/ሜትር
ጥቅም ላይ የዋለው የጸደይ ወቅት ተመሳሳይ ነው፣ ስለዚህ በቀደመው ስሌት የተገኘው የጸደይ ቋሚ የጸደይ ወቅትን በ0,12 ሜትር ለመዘርጋት የጸደይ የመለጠጥ አቅም ኃይልን ለማስላት ይጠቅማል።
ኢፒ = ½ ኪ.ሜ² = ½ (500)(0,12)² = (250)(0,0144) = 3,6 ጁልስ።

3. ከታች ያለው ግራፍ በኃይል (F) እና በጸደይ ርዝመት መጨመር (x) መካከል ያለውን ግንኙነት ያሳያል። ጸደይ በ10 ሴ.ሜ ከተዛባ የጸደይ የመለጠጥ አቅም ኃይል…

ውይይት
የሚታወቅ ነው :
ኃይል (ረ) = 5 ኒውተን
የጸደይ ርዝመት መጨመር (x) = 2 ሴ.ሜ = 0,02 ሜትር
ተጠይቋል : የጸደይ ወቅት በ10 ሴ.ሜ ወይም 0,1 ሜትር ከተዛባ የጸደይ ኃይል።
ጃዋር :
የጸደይ ቋሚ፦
k = F / x = 5 / 0,02 = 250 ኒውተን/ሜትር
ጸደይ በ0,1 ሜትር ከተዛባ የጸደይ ኃይል፡
ኢፒ = ½ ኪ.ሜ² = ½ (250)(0,1)² = (125)(0,01) = 1,25 ጁልስ።

ተለዋዋጭ እምቅ ኃይል
4. በሚከተለው ምስል ላይ እንደሚታየው አንድ ስፕሪንግ 2 ኪ.ግ ጭነት ይሰጠዋል። ስፕሪንግ የ5 ሴ.ሜ ርዝመት እና የጨመረ ከሆነ በስበት ኃይል ምክንያት የሚፈጠረው ፍጥነት መጨመር ምድር 10 ሚ.ሰ.^-2ከዚያም የጸደይ የመለጠጥ አቅም ኃይል...
ኤ. 4,0 ጄ
ቢ. 3,0 ጄ
ሲ. 2,5 ጄ
ዲ. 1,0 ጄ
ኢ. 0,5 ጄ
ውይይት
የሚታወቅ ነው :
የርዝመት መጨመር (Δx) = 5 ሴሜ = 0,05 ሜትር
በስበት ኃይል ምክንያት የሚፈጠር ፍጥነት (ግ) = 10 ሜ/ሰ²
የጭነት ክብደት (ሜ) = 2 ኪ.ግ.
የጭነት ክብደት (w) = mg = (2)(10) = 20 ኒውተን
ተጠይቋል : የጎማ እምቅ ኃይል?
ጃዋር :
በመጀመሪያ፣ የጸደይውን የመለጠጥ ቋሚ ቁጥር የሁክን ህግ ቀመር በመጠቀም አስላ፡
k = w / Δx = 20 / 0,05 = 400 N/m
የጸደይ የመለጠጥ አቅም ኃይል፡
ኢፒ = ½ ኪ Δx² = ½ (400)(0,05)² = (200)(0,0025)
ኢፒ = 0,5 ጁል
ትክክለኛው መልስ ኢ ነው።

5. የጸደይ ወቅትን 5 ሴ.ሜ ለመዘርጋት 20 N ኃይል ያስፈልጋል። የጸደይ ወቅት 10 ሴ.ሜ ሲዘረጋ የሚኖረው እምቅ ኃይል…
ሀ. 2 ጁልስ
ቢ. 4 ጁልስ
ሲ. 20 ጁልስ
መ. 50 ጁልስ
ኢ. 100 ጁልስ
ውይይት
የሚታወቅ ነው :
የርዝመት መጨመር (Δx) = 5 ሴሜ = 0,05 ሜትር
ኃይል (ረ) = 20 ኒውተን
ተጠይቋል : ጸደይ 10 ሴ.ሜ ሲዘረጋ የጸደይ EP?
ጃዋር :
የጸደይ ቋሚ፦
k = F / Δx = 20 / 0,05 = 400 N/m
የፀደይ እምቅ ኃይል Δx = 10 ሴ.ሜ = 0,1 ሜትር ሲሆን፡
ኢፒ = ½ ኪ Δx² = ½ (400)(0,1)² = (200)(0,01)
ኢፒ = 2 ጁል
ትክክለኛው መልስ ሀ.