Primjer elastične potencijalne energije opruge

5 primjera pitanja o elastičnoj potencijalnoj energiji opruga

1. Opruga je opterećena masom od 2 kg i obješena vertikalno na stalak. Ako se opruga produži za 4 cm, tada će se promijeniti potencijalna energija Elastična sila opruge je… g = 10 m/s²
Diskusija
Poznato je :
Masa tereta (m) = 2 kg
Ubrzanje usljed gravitacije (g) = 10 m/s²
Težina tereta (w) = mg = (2)(10) = 20 Newton
Povećanje dužine opruge (x) = 4 cm = 0,04 metra
Pitao Elastična potencijalna energija opruge
Jawab :
Formula Hookeov zakon je F = kx, gdje je F = sila, k = konstanta opruge i x = povećanje dužine opruge. Ako se prilagodi ovom problemu, formula Hookeovog zakona se mijenja u w = kx, gdje je w = gravitacijaDa biste izračunali konstantu opruge, promijenite formulu Hookeovog zakona u k = w / x. Dakle, konstanta opruge je k = w / x = 20 / 0,04 = 500 Newton/metar.
Promjena elastične potencijalne energije opruge je:
EP = ½ kx² = ½ (500)(0,04)² = (250)(0,0016) = 0,4 Džula

Promjena elastične potencijalne energije opruge može se izračunati i pomoću jedne formule:
EP = ½ kx² = ½ (w / x) x² = ½ wx = ½ mgx
Opis: w = sila težine tereta, m = masa tereta, x = promjena dužine opruge.
EP = ½ (2)(10)(0,04) = (10)(0,04) = 0,4 Džula.

2. Da bi se opruga istegnula 10 cm, potrebna je sila od 50 N. Elastična potencijalna energija potrebna za istezanje opruge 12 cm je…
Diskusija
Poznato je :
Povećanje dužine opruge (x) = 10 cm = 0,1 metra
Sila (F) = 50 Njutna
Pitao elastična potencijalna energija opruge potrebna za istezanje opruge do 12 cm ili 0,12 metara.
Jawab :
Konstanta opruge je:
k = F / x = 50 / 0,1 = 500 Njutna/metar
Korištena opruga je ista, stoga se konstanta opruge dobivena u prethodnom proračunu koristi za izračunavanje elastične potencijalne energije opruge za istezanje opruge za 0,12 metara.
EP = ½ kx² = ½ (500)(0,12)² = (250)(0,0144) = 3,6 Džula.

3. Grafik ispod prikazuje odnos između sile (F) i povećanja dužine opruge (x). Ako se opruga deformiše za 10 cm, tada je elastična potencijalna energija opruge…

Diskusija
Poznato je :
Sila (F) = 5 Njutna
Povećanje dužine opruge (x) = 2 cm = 0,02 metra
Pitao : potencijalna energija opruge ako se opruga deformiše za 10 cm ili 0,1 metar.
Jawab :
Konstanta opruge:
k = F / x = 5 / 0,02 = 250 Njutna/metar
Potencijalna energija opruge ako se opruga deformiše za 0,1 metar:
EP = ½ kx² = ½ (250)(0,1)² = (125)(0,01) = 1,25 Džula.

Elastična potencijalna energija
4. Opruga je opterećena opterećenjem od 2 kg kao što je prikazano na sljedećoj slici. Ako se opruga poveća za 5 cm i ubrzanje usljed gravitacije zemlja 10 ms^-2, tada je elastična potencijalna energija opruge...
A. 4,0 J
B. 3,0 J
Oko 2,5 J
D. 1,0 J
E. 0,5 J
Diskusija
Poznato je :
Povećanje dužine (Δx) = 5 cm = 0,05 metara
Ubrzanje usljed gravitacije (g) = 10 m/s²
Masa tereta (m) = 2 kg
Težina tereta (w) = mg = (2)(10) = 20 Newton
Pitao Potencijalna energija gume?
Jawab :
Prvo, izračunajte elastičnu konstantu opruge koristeći Hookeov zakon:
k = w / Δx = 20 / 0,05 = 400 N/m
Elastična potencijalna energija opruge je:
EP = ½ k Δx² = ½ (400)(0,05)² = (200)(0,0025)
EP = 0,5 Džula
Tačan odgovor je E.

5. Da bi se opruga istegnula za 5 cm, potrebna je sila od 20 N. Potencijalna energija opruge pri istezanju za 10 cm je…
A. 2 Džula
B. 4 džula
C. 20 Džula
D. 50 Džula
E. 100 Džula
Diskusija
Poznato je :
Povećanje dužine (Δx) = 5 cm = 0,05 metara
Sila (F) = 20 Njutna
Pitao EP opruge kada se opruga istegne 10 cm?
Jawab :
Konstanta opruge:
k = F / Δx = 20 / 0,05 = 400 N/m
Potencijalna energija opruge kada je Δx = 10 cm = 0,1 metara:
EP = ½ k Δx² = ½ (400)(0,1)² = (200)(0,01)
EP = 2 Džula
Tačan odgovor je A.