9 primjera pitanja o Hookeovom zakonu
1. Grafik odnosa između sile (F) i povećanja dužine (x) prikazan je na slici ispod. Konstanta opruge zasnovana na grafikonu je…
Diskusija
Formula Hookeov zakon :
k = F / x
Informacije:
F = sila (međunarodna jedinica je Newton, skraćeno N)
k = konstanta opruge (međunarodna jedinica je Newton/metar, skraćeno N/m)
x = povećanje dužine (međunarodna jedinica je metar, skraćeno m)
Konstanta opruge na osnovu gornjeg grafikona je:
k = 10 / 0,02 = 20 / 0,04
k = 500 N/m
2. Na eksperiment za određivanje konstante opruge Dobijeni podaci su prikazani u tabeli ispod. Konstanta opruge na osnovu podataka u tabeli je…
Diskusija
Konstanta opruge na osnovu podataka u tabeli je:
k = F / x
k = 5 / 0,01 = 10 / 0,02 = 15 / 0,03 = 20 / 0,04
k = 500 N/m
3. Opruge A i B imaju početne dužine od 60 cm i 90 cm, respektivno, i zatežu se istom silom. Konstanta opruge A je 100 N/m, a konstanta opruge B je 200 N/m. Odnos povećanja dužine opruge A i opruge B je...
Diskusija
Poznato je da:
Konstanta opruge A (kA) = 100 N/m
Konstanta opruge B (kB) = 200 N/m
Sila koja vuče oprugu A (FA) = F
Sila koja vuče oprugu B (FB) = F
Postavljeno je pitanje: omjer povećanja dužine opruge A i opruge B (xA :xB)
Odgovor:
Formula za povećanje dužine opruge :
x = F / k
Povećanje dužine opruge A:
xA =FA / kA = F / 100
Povećanje dužine opruge B:
xB =FB / kB = F / 200
Poređenje povećanja dužine opruge A i opruge B :
xA :xB
F/100 : F/200
1 / 100 : 1 / 200
1 / 1 : 1 / 2
2: 1
Napomena: početna dužina opruge nije uključena u proračun. x u formuli Hookeovog zakona predstavlja povećanje dužine, a ne početnu dužinu.
4. Žica ima početnu dužinu od 20 cm. Kada se povuče sa gaya 10 Newtona, žica se povećava za 2 cm u dužinu. Da bi povećanje dužine bilo 6 cm, veličina zatezne sile je...
Diskusija
Poznato je da:
Zatezna sila (F) = 10 Newtona
Povećanje dužine žice (x) = 2 cm = 0,02 metra
Postavljeno je pitanje: veličina zatezne sile (F) ako se dužina žice poveća za 6 cm ili 0,06 metara.
Odgovor:
Konstanta žice :
k = F / x
k = 10 / 0,02 = 500 N/m
Veličina zatezne sile F ako se dužina žice poveća za 0,06 metara :
F = kx
F = (500)(0,06) = 30 Njutna
5. Grafik ispod prikazuje odnos između promjene opterećenja (ΔF) i povećanja dužine (ΔX), pri čemu grafik prikazuje najmanju vrijednost elastične konstante...
Diskusija
Hookeova formula zakona
k = F / Δx
Informacije:
Δx = povećanje dužine, F = sila, k = elastična konstanta
Konstanta elastičnosti
kA = F / Δx = 1 / 8 = 0,125
kB = F / Δx = 8 / 3 = 2,7
kC = F / Δx = 6 / 6 = 1
kD = F / Δx = 3 / 5 = 0,6
kE = F / Δx = 2 / 4 = 0,5
Tačan odgovor je A.
6. Pogledajte grafikon odnosa između gaya (F) sljedećem povećanju dužine (ΔX)! Koji ima najveću elastičnu konstantu?
Diskusija
Konstanta elastičnosti
kA = F / Δx = 50 / 10 = 5
kB = F / Δx = 50 / 0,1 = 500
kC = F / Δx = 5 / 0,1 = 50
kD = F / Δx = 500 / 0,1 = 5000
kE = F / Δx = 500 / 10 = 50
Tačan odgovor je D.
7. Opruga se, kada se na nju stavi sila od 160 grama, poveća za 4 cm. Kada se tri slične opruge rasporede kao što je prikazano, ukupno povećanje dužine opruga je...
A. 2 cm
B. 3 cm
C. 6 cm
d.7cm
E. 10 cm
Diskusija
Poznato je da:
Povećanje dužine (Δx) = 4 cm = 0,04 metra
Masa (m) = 160 grama = 0,16 kg
Ubrzanje usljed gravitacije (g) = 10 m/s2
Težina (w) = mg = (0,16)(10) = 1,6 Njutna
Pitao/la: Povećanje ukupne dužine opruge ((Δx) ako je uređeno kao na slici
Odgovor:
Prvo, izračunajte elastičnu konstantu opruge koristeći Hookeov zakon:
k = w / Δx = 1,6 / 0,04 = 40 N/m
Tri opruge su slične, tako da imaju istu konstantu (k), naime 40 N/m.
Izračunajte konstantu zamjene:
Proljeće 2 (k2) i opruga 3 (k3) raspoređenih paralelno. Ekvivalentna konstanta opruge je:
k23 = k2 +k3 = 40 + 40 = 80 N/m
Proljeće 1 (k1) i zamjenska opruga (k23) raspoređeni u seriju. Ekvivalentna konstanta opruge je:
1/k = 1/k1 + 1/k23 = 1/40 + 1/80 = 2/80 + 1/80 = 3/80
k = 80/3
Izračunajte povećanje ukupne dužine opruge koristeći Hookeov zakon:
Δx = w / k = 1,6 : 80/3 = (1,6)(3/80) = 4,8/80 = 0,06 metara = 6 cm
Tačan odgovor je C.
8. Tri identične opruge suRasporedite kao što je prikazano na slici. Ako je konstanta opruge k1 = k2 = k3 = 300 Nm-1 tada će se opružni raspored povećati za... (g = 10 ms-2).
A. 0,1 m
B. 0,2 m
C. 0,4 m
D. 0,5 m
E. 0,8 m
Diskusija
Poznato je da:
Konstanta opruge k1 = k2 = k3 = 300 Nm-1
Ubrzanje usljed gravitacije (g) = 10 ms-2
Masa tereta (m) = 2 kg
Težina tereta (w) = mg = (2)(10) = 20 Newton
Pitao/la: Povećanje dužine opružnog sklopa ((Δx)
Odgovor:
Izračunajte konstantu zamjene:
Proljeće 1 (k1) i opruga 2 (k2) raspoređenih paralelno. Ekvivalentna konstanta opruge je:
k12 = k1 +k2 = 300 + 300 = 600 N/m
Proljeće 3 (k3) i zamjenska opruga (k12) raspoređeni u seriju. Ekvivalentna konstanta opruge je:
1/k = 1/k3 + 1/k12 = 1/300 + 1/600 = 2/600 + 1/600 = 3/600
k = 600/3 = 200 N / m
Izračunajte povećanje ukupne dužine opruge koristeći Hookeov zakon:
Δx = w / k = 20/200 = 2/20 = 1/10 = 0,1 metara
Tačan odgovor je A.
9. Tri opruge su raspoređene kao što je prikazano na sljedećoj slici. Ako je konstanta opruge k = 50 Nm-1 i teret od 400 grama je obješen na opružni sklop, tada je povećanje dužine opružnog sklopa...
A. 2 cm
B. 4 cm
C. 8 cm
d.16cm
E. 50 cm
Diskusija
Poznato je da:
Konstanta opruge 1 (k1) = k = 50 Nm-1
Konstanta opruge 2 (k2) = k = 50 Nm-1
Konstanta opruge 3 (k3) = 2k = 2 (50 Nm-1) = 100 Nm-1
Masa tereta (m) = 400 grama = 0,4 kg
Ubrzanje usljed gravitacije (g) = 10 m/s2
Težina tereta (w) = mg = (0,4)(10) = 4 Newton
Pitao/la: Povećanje dužine opružnog sklopa ((Δx)
Odgovor:
Izračunajte konstantu zamjene:
Proljeće 1 (k1) i opruga 2 (k2) raspoređenih paralelno. Ekvivalentna konstanta opruge je:
k12 = k1 +k2 = 50 + 50 = 100 N/m
Proljeće 3 (k3) i zamjenska opruga (k12) raspoređeni u seriju. Ekvivalentna konstanta opruge je:
1/k = 1/k3 + 1/k12 = 1/100 + 1/100 = 2/100
k = 100/2 = 50 N/m
Izračunajte povećanje dužine opružnog sklopa koristeći Hookeov zakon:
Δx = w / k = 4 / 50 = = 0,08 metara = 8 cm
Tačan odgovor je C.
Izvor pitanja:
Pitanja iz fizike za nacionalni ispit za srednju školu/srednju stručnu školu
