9 příkladů otázek z Hookeova zákona
1. Graf závislosti mezi silou (F) a zvětšením délky (x) je znázorněn na obrázku níže. Pružná konstanta vypočítaná z grafu je…
Diskuse
Vzorec Hookeův zákon :
k = F / x
keterangan:
F = síla (mezinárodní jednotka je Newton, zkráceně N)
k = tuhost pružiny (mezinárodní jednotka je Newton/metr, zkráceně N/m)
x = zvětšení délky (mezinárodní jednotkou jsou metry, zkráceně m)
Konstanta pružiny na základě výše uvedeného grafu je to:
k = 10 / 0,02 = 20 / 0,04
k = 500 N/m
2. V experimentu ke stanovení tuhosti pružiny jsou získaná data uvedena v tabulce níže. Tuhost pružiny vypočítaná na základě údajů v tabulce je…
Diskuse
Konstanta pružiny na základě údajů v tabulce je:
k = F / x
k = 5 / 0,01 = 10 / 0,02 = 15 / 0,03 = 20 / 0,04
k = 500 N/m
3. Pružiny A a B mají počáteční délku 60 cm a 90 cm a jsou taženy stejnou silou. Konstanta pružiny A je 100 N/m a konstanta pružiny B je 200 N/m. Poměr zvětšení délky pružiny A a pružiny B je...
Diskuse
Je známo, že:
Konstanta pružiny A (kA) = 100 N/m
Konstanta pružiny B (kB) = 200 N/m
Síla, která táhne pružinu A (FA) = F
Síla, která táhne pružinu B (FB) = F
Otázka: poměr zvětšení délky pružiny A a pružiny B (xA : XB)
Odpověď:
Vzorec pro zvětšení délky pružiny :
x = F / k
Zvětšení délky pružiny A:
xA =FA /kA = F / 100
Zvětšení délky pružiny B:
xB =FB /kB = F / 200
Porovnání zvětšení délky pružiny A a pružiny B :
xA : XB
Clona 100 : Clona 200
1 / 100 : 1 / 200
1 / 1 : 1 / 2
2 : 1
Poznámka: Počáteční délka pružiny není do výpočtu zahrnuta. x ve vzorci Hookeova zákona udává zvětšení délky, nikoli počáteční délku.
4. Drát má počáteční délku 20 cm. Když je tažen o Gaya 10 Newtonů, drát se prodlouží o 2 cm. Aby se délka prodloužila o 6 cm, velikost tahové síly je...
Diskuse
Je známo, že:
Tahová síla (F) = 10 Newtonů
Zvětšení délky drátu (x) = 2 cm = 0,02 metru
Otázka: velikost tahové síly (F), pokud se délka drátu zvětší o 6 cm neboli 0,06 metru.
Odpověď:
Konstanta drátu :
k = F / x
k = 10 / 0,02 = 500 N/m
Velikost tahové síly F, pokud se délka drátu zvětší o 0,06 metru :
F = kx
F = (500)(0,06) = 30 Newtonů
5. Níže uvedený graf znázorňuje vztah mezi změnou zatížení (ΔF) a zvětšením délky (ΔX), přičemž graf ukazuje nejmenší hodnotu elastické konstanty...
Diskuse
Hookeův zákon
k = F / Δx
keterangan:
Δx = zvětšení délky, F = síla, k = elastická konstanta
Konstanta pružnosti
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
Správná odpověď je A.
6. Podívejte se na graf vztahu mezi Gaya (F) k následujícímu zvětšení délky (ΔX)! Která z nich má největší elastickou konstantu?
Diskuse
Konstanta pružnosti
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
Správná odpověď je D.
7. Pružina, na kterou je dáno 160 gramů, se zvětší o 4 cm. Když jsou tři podobné pružiny uspořádány tak, jak je znázorněno na obrázku, celkové zvětšení délky pružin je...
A. 2 cm
B. 3 cm
Cca 6 cm
D. 7 cm
V. 10 cm
Diskuse
Je známo, že:
Zvětšení délky ( Δx) = 4 cm = 0,04 metru
Hmotnost (m) = 160 gramů = 0,16 kg
Gravitační zrychlení (g) = 10 m/ s²
Hmotnost (w) = mg = ( 0,16)(10) = 1,6 Newtonu
Otázka: Zvětšení celkové délky pružiny ( Δx) , pokud je uspořádána dle obrázku
Odpověď:
Nejprve vypočítejte elastickou konstantu pružiny pomocí Hookeova vzorce:
k = w / Δx = 1,6 / 0,04 = 40 N/m
Tyto tři pružiny jsou si podobné, takže mají stejnou konstantu (k), a to 40 N/m.
Vypočítejte substituční konstantu:
Pružina 2 (k2 ) a pružina 3 (k3 ) jsou uspořádány paralelně. Ekvivalentní konstanta pružiny je:
k23 = k2 + k3 = 40 + 40 = 80 N/ m
Pružina 1 (k1 ) a náhradní pružina (k23 ) jsou zařazeny do série. Náhradní konstanta pružiny je:
1/k = 1/k 1 + 1/k 23 = 1/40 + 1/80 = 2/80 + 1/80 = 3/80
k = 80/3
Vypočítejte zvětšení celkové délky pružiny pomocí Hookeova vzorce:
Δx = w / k = 1,6 : 80/3 = (1,6)(3/80) = 4,8/80 = 0,06 metru = 6 cm
Správná odpověď je C.
8. Tři identické pružiny jsou uspořádány tak, jak je znázorněno na obrázku. Pokud je konstanta pružiny k1 = k2 = k3 = 300 Nm -1, pak se délka pružiny zvětší o... (g = 10 ms -2 ).
A. 0,1 m
B. 0,2 m
cca 0,4 m
D. 0,5 m
V. 0,8 m
Diskuse
Je známo, že:
Konstanta pružiny k1 = k2 = k3 = 300 Nm -1
Gravitační zrychlení (g) = 10 ms -2
Hmotnost nákladu (m) = 2 kg
Hmotnost nákladu (w) = mg = (2)(10) = 20 Newtonů
Otázka: Zvětšení délky pružinové sestavy ( Δx)
Odpověď:
Vypočítejte substituční konstantu:
Pružina 1 (k1 ) a pružina 2 (k2 ) jsou uspořádány paralelně. Ekvivalentní konstanta pružiny je:
k12 = k1 + k2 = 300 + 300 = 600 N/ m
Pružina 3 (k3 ) a náhradní pružina (k12 ) jsou zařazeny do série. Náhradní konstanta pružiny je:
1/k = 1/k 3 + 1/k 12 = 1/300 + 1/600 = 2/600 + 1/600 = 3/600
k = 600/3 = 200 N/m
Vypočítejte zvětšení celkové délky pružiny pomocí Hookeova vzorce:
Δx = w / k = 20/200 = 2/20 = 1/10 = 0,1 metru
Správná odpověď je A.
9. Tři pružiny jsou uspořádány tak, jak je znázorněno na následujícím obrázku. Pokud je konstanta pružiny k = 50 Nm -1 a na pružinové uspořádání je zavěšeno závaží o hmotnosti 400 gramů, pak se délka pružinového uspořádání zvětší...
A. 2 cm
B. 4 cm
Cca 8 cm
D. 16 cm
V. 50 cm
Diskuse
Je známo, že:
Tuhost pružiny 1 (k² ) = k = 50 Nm⁻¹
Tuhost pružiny 2 (k² ) = k = 50 Nm⁻¹
Konstanta pružiny 3 (k³ ) = 2k = 2 (50 Nm⁻¹ ) = 100 Nm⁻¹
Hmotnost nákladu (m) = 400 gramů = 0,4 kg
Gravitační zrychlení (g) = 10 m/ s²
Hmotnost nákladu (w) = mg = (0,4)(10) = 4 Newtonů
Otázka: Zvětšení délky pružinové sestavy ( Δx)
Odpověď:
Vypočítejte substituční konstantu:
Pružina 1 (k1 ) a pružina 2 (k2 ) jsou uspořádány paralelně. Ekvivalentní konstanta pružiny je:
k12 = k1 + k2 = 50 + 50 = 100 N/ m
Pružina 3 (k3 ) a náhradní pružina (k12 ) jsou zařazeny do série. Náhradní konstanta pružiny je:
1/k = 1/k 3 + 1/k 12 = 1/100 + 1/100 = 2/100
k = 100/2 = 50 N/m
Vypočítejte zvětšení délky pružinové sestavy pomocí Hookeova vzorce:
Δx = w / k = 4 / 50 = = 0,08 metru = 8 cm
Správná odpověď je C.
Zdroj otázky:
Otázky z fyziky k celostátní zkoušce pro středoškolské/odborné gymnázium
