5 Enghraifft o gwestiynau ar egni potensial elastig sbringiau
1. Rhoddir llwyth o 2 kg ar sbring ac fe'i hongian yn fertigol ar stondin. Os yw'r sbring yn ymestyn 4 cm, yna'r newid yn ynni potensial Grym elastig y gwanwyn yw… g = 10 m/s2
Trafodaeth
Mae'n hysbys :
Màs y llwyth (m) = 2 kg
Cyflymiad oherwydd disgyrchiant (g) = 10 m/s2
Pwysau llwyth (w) = mg = (2)(10) = 20 Newton
Cynnydd hyd y gwanwyn (x) = 4 cm = 0,04 metr
Gofynnwyd Ynni potensial elastig y gwanwyn
Jawab :
Fformiwla Cyfraith Hooke yw F = kx, lle mae F = grym, k = cysonyn y gwanwyn ac x = cynnydd yn hyd y gwanwyn. Os caiff ei addasu i'r broblem hon yna caiff fformiwla cyfraith Hooke ei newid i w = kx, lle mae w = disgyrchiantI gyfrifo'r cysonyn gwanwyn, newidiwch fformiwla cyfraith Hooke i k = w / x. Felly'r cysonyn gwanwyn yw k = w / x = 20 / 0,04 = 500 Newton/metr.
Y newid yn egni potensial elastig y gwanwyn yw:
EP = ½ kx2 = ½ (500)(0,04)2 = (250)(0,0016) = 0,4 Joule
Gellir cyfrifo'r newid mewn egni potensial elastig sbring hefyd gan ddefnyddio un fformiwla:
EP = ½ kx2 = ½ (w / x) x2 = ½ wx = ½ mgx
Disgrifiad: w = grym pwysau'r llwyth, m = màs y llwyth, x = newid yn hyd y sbring.
EP = ½ (2)(10)(0,04) = (10)(0,04) = 0,4 Joule.
2. I ymestyn sbring 10 cm, mae angen grym o 50 N. Yr egni potensial elastig sydd ei angen i ymestyn y sbring 12 cm yw…
Trafodaeth
Mae'n hysbys :
Cynnydd hyd y gwanwyn (x) = 10 cm = 0,1 metr
Grym (F) = 50 Newton
Gofynnwyd : egni potensial elastig y gwanwyn i ymestyn y gwanwyn cyn belled â 12 cm neu 0,12 metr.
Jawab :
Y cysonyn gwanwyn yw:
k = F / x = 50 / 0,1 = 500 Newton/metr
Mae'r gwanwyn a ddefnyddir yr un fath, felly defnyddir y cysonyn gwanwyn a gafwyd yn y cyfrifiad blaenorol i gyfrifo egni potensial elastig y gwanwyn i ymestyn y gwanwyn 0,12 metr.
EP = ½ kx2 = ½ (500)(0,12)2 = (250)(0,0144) = 3,6 Joule.
3. Mae'r graff isod yn dangos y berthynas rhwng grym (F) a'r cynnydd yn hyd y gwanwyn (x). Os yw'r gwanwyn wedi'i ystumio 10 cm, yna egni potensial elastig y gwanwyn yw…
Trafodaeth
Mae'n hysbys :
Grym (F) = 5 Newton
Cynnydd hyd y gwanwyn (x) = 2 cm = 0,02 metr
Gofynnwyd : egni potensial y gwanwyn os yw'r gwanwyn wedi'i ystumio gan 10 cm neu 0,1 metr.
Jawab :
Cysonyn y gwanwyn:
k = F / x = 5 / 0,02 = 250 Newton/metr
Ynni potensial y gwanwyn os yw'r gwanwyn wedi'i ystumio gan 0,1 metr:
EP = ½ kx2 = ½ (250)(0,1)2 = (125)(0,01) = 1,25 Joule.
Ynni Potensial Elastig
4. Rhoddir llwyth o 2 kg ar sbring fel y dangosir yn y ffigur canlynol. Os yw hyd y sbring yn cynyddu 5 cm a cyflymiad oherwydd disgyrchiant daear 10 ms-2, yna mae egni potensial elastig y gwanwyn yn...
A. 4,0 J
B. 3,0 J
Tua 2,5 J
D. 1,0 J
D. 0,5 J
Trafodaeth
Mae'n hysbys :
Cynnydd mewn hyd (Δx) = 5 cm = 0,05 metr
Cyflymiad oherwydd disgyrchiant (g) = 10 m/s2
Màs y llwyth (m) = 2 kg
Pwysau llwyth (w) = mg = (2)(10) = 20 Newton
Gofynnwyd Ynni potensial rwber?
Jawab :
Yn gyntaf, cyfrifwch gysonyn elastig y gwanwyn gan ddefnyddio fformiwla cyfraith Hooke:
k = w / Δx = 20 / 0,05 = 400 N/m
Yr egni potensial elastig y gwanwyn yw:
EP = ½ k Δx2 = ½ (400)(0,05)2 = (200)(0,0025)
EP = 0,5 Joule
Yr ateb cywir yw E.
5. I ymestyn sbring 5 cm, mae angen grym o 20 N. Egni potensial y sbring pan fydd yn ymestyn 10 cm yw…
A. 2 Joule
B. 4 Joule
C. 20 Joule
D. 50 Joule
E. 100 Joule
Trafodaeth
Mae'n hysbys :
Cynnydd mewn hyd (Δx) = 5 cm = 0,05 metr
Grym (F) = 20 Newton
Gofynnwyd : EP y gwanwyn pan fydd y gwanwyn yn ymestyn 10 cm?
Jawab :
Cysonyn y gwanwyn:
k = F / Δx = 20 / 0,05 = 400 N/m
Ynni potensial y gwanwyn pan fydd Δx = 10 cm = 0,1 metr:
EP = ½ k Δx2 = ½ (400)(0,1)2 = (200)(0,01)
EP = 2 Joule
Yr ateb cywir yw A.
