Eksempel på elasticitetsspørgsmål

21 eksempler på elasticitetsspørgsmål

Længdeforøgelse

1. En ensartet (homogen) stang med længden L øges i længden med ∆L, når den trækkes med en kraft F.

Således at længdeforøgelsen bliver 4 ΔL, er størrelsen af ​​trækkraften...

A. 1/4 F

B. 1/2 F

C. 2 F

D. 4 F

E. 16 F

Diskussion

Det er kendt, at:

Trækkraft 1 (F₁) = F

Forøgelse i længde 1 (∆L₁) = ∆L

Forøgelse i længde 2 (∆L₂) = 4 ΔL

Spurgte: Trækkraft 2 (F₂)

Svar:

Juridisk formel Hooke :

k = F / ΔL

Beskrivelse: k = elastisk konstant, F = trækkraft, ΔL = længdeforøgelse

De anvendte stænger er de samme, således at den elastiske konstant (k) er den samme.

k₁ = k₂

F₁ / ΔL₁ =F₂ / ΔL₂

F / ΔL = F₂ / 4ΔL

F / 1 = F₂ / 4

F = F₂ / 4

F₂ = 4F

Det rigtige svar er D.

2. Tre identiske fjedre, hver med en fjederkonstant på 200 N/m, er arrangeret som vist. Når en belastning på 100 gram påføres (tyngdeacceleration g = 10 m/s), er forøgelsen i længden af ​​fjederenheden...

A. x = 0,50 cm

B.x = 0,75 cm

C.x = 0,85 cm

D. x = 1,00 cm

Ø. x = 1,50 cm

Diskussion

Det er kendt :

Lastmasse (m) = 100 gram = 0,1 kg

k₁ = k₂ = k₃ = 200 N/m

w = mg = (0,1 kg)(10 m/s²) = 1 kg m/s² = 1 Newton

Spurgte Forøgelse af den samlede fjederlængde ?

Jawab :

Bestemmelse af udskiftningsfjederkonstanten

Forår 2 (k₂) og fjeder 3 (k₃) arrangeret parallelt. Den ækvivalente fjederkonstant er:

k_p = k₂ +k₃ = 200 + 200 = 400 Nm^-1

Forår 1 (k₁) og parallelle udskiftningsfjedre (k_P) arrangeret i serie. Den ækvivalente fjederkonstant er:

1/k_s = 1/k_p + 1/k₁ = 1/400 + 1/200 = 1/400 + 2/400 = 3/400

k_s = 400/3 Nm^-1

Den ækvivalente fjederkonstant for serie-parallel fjederarrangementet er 400/3 Nm^-1

Bestemmelse af forøgelsen af ​​fjederlængden

Hookes lovformel:

= F / k = w / k

Forøgelsen af ​​fjederens længde er:

= uge / k

= 1 : 400/3 = 1 x 3/400 = 3/400 = 0,0075 meter = 0,75 cm

Det rigtige svar er B.

Fjederkonstant

3. I et eksperiment om en fjeders elasticitet blev dataene opnået som vist i nedenstående tabel. Det kan konkluderes, at værdien af ​​fjederkonstanten er...

A. 1.002 N/m

B. 1.201 N/m

C. 1.225 N/m

D. 1.245 N/m

E. 1.250 N/m

Diskussion

Hookes lovformel:

k = F / Δx

Fjederkonstant:

k = 0,98/0,0008 = 1,96/0,0016 = 2,94/0,0024 = 3,92/0,0032 = 1.225 N/m²

Det rigtige svar er C.

4. Tre fjedre er arrangeret som vist i følgende figur. Hvis fjederkonstanten k₁ = k₂ = 3 Nm^-1 og k³ = 6 Nm^-1, konstanten for fjederstrukturen er…..

A. 1 Nm^-1

B. 3 Nm^-1

C. 7,5 Nm^-1

D. 12 Nm^-1

E. 15 Nm^-1

Diskussion

Det er kendt, at:

Fjederkonstant 1 (k₁) = fjederkonstant 2 (k₂) = 3 Nm^-1

Fjederkonstant 3 (k₃) = 6 Nm^-1

Spurgte: fjederkonstant (k)

Svar:

Forår 1 (k₁) og fjeder 2 (k₂) arrangeret parallelt. Den ækvivalente fjederkonstant er:

k_p = k₁ +k₂ = 3 + 3 = 6 Nm^-1

Parallel udskiftningsfjeder (k_P) og fjeder 3 (k₃ ) arrangeret i serie. Den ækvivalente fjederkonstant er:

1/k_s = 1/k_p + 1/k ₃ = 1/6 + 1/3 = 1/6 + 2/6 = 3/6

k_s = 6/2 = 3 Nm^-1

Den ækvivalente fjederkonstant for ovenstående serie-parallelle fjederarrangement er 3 Nm^-1

Det rigtige svar er B.

5. En fjeder med længden L trækkes af en last w i rækkefølge, og de opnåede data er som i følgende tabel. Baseret på tabeldataene kan det konkluderes, at størrelsen af ​​fjederkonstanten er….

A. 300 Nm^-1

B. 500 Nm^-1

C. 600 Nm^-1

D. 800 Nm^-1

E. 1000 Nm^-1

Diskussion

Hookes lovformel:

k = F /

Fjederkonstant:

k = 10/0,02 = 20/0,04 = 30/0,06 = 40/0,08 = 500 Nm^-1

Det rigtige svar er B.

6. Dataene i den følgende eksperimentelle tabel er resultaterne af et eksperiment relateret til objekters elasticitet. Eksperimentet anvendte motorcykelslange af gummi. (g = 10 m/s²Baseret på ovenstående tabel kan det konkluderes, at gummi har en elasticitetskonstant på….

A. 122 N/m

B. 96 N/m

C. 69 N/m

D. 56 N/m

E. 40 N/m

Diskussion

Formel Hookes lov :

k = F / = m / = mg /

Beskrivelse: k = elasticitetskonstant, w = alvor, m = masse, g = acceleration på grund af tyngdekraften, = forøgelse af gummiets længde

Fjederkonstant:

k = 2/0,05 = 4/0,1 = 6/0,15 = 8/0,20 = 10/0,25 = 40 N/m

Det rigtige svar er E.

7. TFjederribberne er arrangeret som vist på følgende figur. Hvis fjederkonstanten K₁ = 4K, så er værdien af ​​fjederkonstanten ….

A. 3/4K

B. 3K/4

C. 4K/3

D. 3K

E. 4K

Diskussion

To parallelt anbragte fjedre. Den ækvivalente fjederkonstant for de to parallelt anbragte fjedre er:

k_p = K + K = 2K

To fjedre er anbragt i serie. Den ækvivalente fjederkonstant for de to fjedre anbragt i serie er:

1/k_s = 1/k_p + 1/K₁ = 1/2K + 1/4K = 2/4K + 1/4K = 3/4K

k_s = 4K/3

Den ækvivalente fjederkonstant for ovenstående fjederarrangement er 4K/3

Det rigtige svar er C.

8. En gummibånd med længden L hænges med en last på en sådan måde, at de opnåede data er som i tabellen. Baseret på tabellen kan det konkluderes, at størrelsen af ​​fjederkonstanten er….

A. 250 Nm^-1

B. 360 Nm^-1

C. 400 Nm^-1

D. 450 Nm^-1

E. 480 Nm^-1

Diskussion

Hookes lovformel:

k = F /

Fjederkonstant:

k = 2/0,0050 = 3/0,0075 = 4/0,01 = 400 Nm^-1

Det rigtige svar er C.

9. Overvej de eksperimentelle data for fem typer gummidæk A, B, C, D og E, som trækkes med en kraft F, hvilket øger deres længde. Gummidækket med den mindste fjederkonstant er…

Diskussion

Hookes lovformel:

k = F / Δx

Beskrivelse: k = elasticitetskonstant, F = kraft, Δx = forøgelse af gummiets længde

Gummiens elasticitetskonstant:

k_A = F / Δx = 1 / 0,05 = 20 N/m

k_B = F / Δx = 2 / 0,025 = 80 N/m

k_C = F / Δx = 1 / 0,025 = 40 N/m

k_D = F / Δx = 2 / 0,05 = 40 N/m

k_E = F / Δx = 2 / 0,25 = 8 N/m

Det rigtige svar er E.

10. Fra eksperimentet til bestemmelse af gummiets elasticitet ved hjælp af dækgummi, er de opnåede data som i følgende tabel. Det kan konkluderes, at den største konstante værdi er eksperimentet….

Diskussion

Hookes lovformel:

k = F / Δx

Fjederkonstant:

k_A = 7/0,035 = 200 Nm^-1

k_B = 8/0,025 = 320 Nm^-1

k_C = 6/0,020 = 300 Nm^-1

k_D = 9/0,045 = 200 Nm^-1

k_E = 10/0,033 = 303 Nm^-1

Den største elastiske konstant er 320 Nm^-1.

Det rigtige svar er B.

11. Grafen nedenfor viser forholdet mellem ændringen i belastning (ΔF) og forøgelsen i længde (ΔX), hvor grafen viser den mindste værdi af den elastiske konstant...

Diskussion

Hookes lovformel

k = F / Δx

Information :

Δx = længdeforøgelse, F = kraft, k = elastisk konstant

Elasticitetskonstant

k_A = F / Δx = 1 / 8 = 0,125

k_B = F / Δx = 8 / 3 = 2,7

k_C = F / Δx = 6 / 6 = 1

k_D = F / Δx = 3 / 5 = 0,6

k_E = F / Δx = 2 / 4 = 0,5

Det rigtige svar er A.

12. Se på grafen for forholdet mellem kraft (F) og længdeforøgelse (ΔX) nedenfor! Hvilken har den største elastiske konstant?

Diskussion

Elasticitetskonstant

k_A = F / Δx = 50 / 10 = 5

k_B = F / Δx = 50 / 0,1 = 500

k_C = F / Δx = 5 / 0,1 = 50

k_D = F / Δx = 500 / 0,1 = 5000

k_E = F / Δx = 500 / 10 = 50

Det rigtige svar er D.

Forårspotentiel energi

13. Grafen (Fx) viser forholdet mellem kraft og forøgelsen i fjederens længde. Fjederens potentielle energi baseret på grafen ovenfor er...

A. 20 joule

B. 16 joule

C. 3,2 joule

D. 1,6 joule

E. 1,2 joule

Diskussion

Det er kendt, at:

F = 40 N

x = 0,08 meter

Spurgte: Forårets potentielle energi

Svar:

Fjederkonstant:

k = F / Δx = 40/0,08 = 500 N/m

Fjederens potentielle energi:

EP = 1/2 kx² = 1/2 (500)(0,08) = (250)(0,08) = 20 joule

Det rigtige svar er A.

14. En fjeder belastes med 2 kg som vist i følgende figur. Hvis fjederen øges i længden med 5 cm, og tyngdeaccelerationen er 10 m/s,^-2, så er fjederens elastiske potentielle energi...

A. 4,0 J

B. 3,0 J

C. 2,5 J

D. 1,0 J

E. 0,5 J

Det er kendt :

Længdeforøgelse (Δx) = 5 cm = 0,05 meter

Tyngdeacceleration (g) = 10 m/s²

Lastens masse (m) = 2 kg

Lastvægt (w) = mg = (2)(10) = 20 Newton

Spurgte Gummi's potentielle energi?

Det er kendt :

Længdeforøgelse (Δx) = 5 cm = 0,05 meter

Tyngdeacceleration (g) = 10 m/s²

Lastens masse (m) = 2 kg

Lastvægt (w) = mg = (2)(10) = 20 Newton

Spurgte Gummi's potentielle energi?

15. At strække en fjeder 5 cm kræver en kraft på 20 N. Fjederens potentielle energi, når den strækkes 10 cm, er…

A. 2 Joule

B. 4 joule

Ca. 20 joule

D. 50 joule

E. 100 joule

Diskussion

Det er kendt :

Længdeforøgelse (Δx) = 5 cm = 0,05 meter

Kraft (F) = 20 Newton

Spurgte Fjederens EP, når fjederen strækker sig 10 cm?

Jawab :

Fjederkonstant:

k = F / Δx = 20 / 0,05 = 400 N/m

Fjederens potentielle energi når Δx = 10 cm = 0,1 meter:

EP = ½ k Δx² = ½ (400)(0,1)² = (200)(0,01)

EP = 2 Joule

Det rigtige svar er A.

Vægt

16. 

A. 6 N

B. 12 N

C. 30 N

D. 45 N

Ø. 60 N

Fire identiske fjedre har hver en elasticitetskonstant på 800 Nm.^-1, arrangeret i serie-parallel (se billede). Den hængende last w får fjedersystemet til at øge sin samlede længde med 5 cm. Lastens vægt w er...

Diskussion

Det er kendt :

k₁ = k₂ = k₃ = k₄ = 800 Nm^-1

= 5 cm = 0,05 m

Spurgte : belastningsvægt (w) ?

Jawab :

Bestemmelse af udskiftningsfjederkonstanten

Forår 1 (k₁), fjeder 2 (k₂) og fjeder 3 (k₃) arrangeret parallelt. Den ækvivalente fjederkonstant er:

k_p = k₁ +k₂ +k₃ = 800 + 800 + 800 = 2400 Nm^-1

Parallel udskiftningsfjeder (k_P) og fjeder 4 (k₄) arrangeret i serie. Den ækvivalente fjederkonstant er:

1/k_s = 1/k_p + 1/k₄ = 1/2400 + 1/800 = 1/2400 + 3/2400 = 4/2400

k_s = 2400/4 = 600 Nm^-1

Den ækvivalente fjederkonstant for ovenstående serie-parallelle fjederarrangement er 600 Nm^-1

Bestemmelse af lastens vægt

Hookes lovformel:

F = k eller w = k

Lastens vægt er:

w = (600 Nm^-1)(0,05 m) = 30 Newton

Lastvægten er 30 Newton.

Det rigtige svar er C.

17. Fire identiske fjedre, hver med en elasticitetskonstant på 1600 N/m, er anbragt i serie og parallelt (se figur). Den ophængte last w forårsager en samlet længdeforøgelse af fjedersystemet på 5 cm. Lastens vægt w er….

A. 60 N

B. 120 N

C. 300 N

D. 450 N

Ø. 600 N

Diskussion

Det er kendt :

k₁ = k₂ = k₃ = k₄ = 1600 Nm^-1

= 5 cm = 0,05 m

Spurgte : belastningsvægt (w) ?

Jawab :

Bestemmelse af udskiftningsfjederkonstanten

Forår 1 (k₁), fjeder 2 (k₂) og fjeder 3 (k₃) arrangeret parallelt. Den ækvivalente fjederkonstant er:

k_P = k₁ +k₂ +k₃ = 1600 + 1600 + 1600 = 4800 Nm^-1

Parallel udskiftningsfjeder (k_P) og fjeder 4 (k₄) arrangeret i serie. Den ækvivalente fjederkonstant er:

1/k_s = 1/k_p + 1/k₄ = 1/4800 + 1/1600 = 1/4800 + 3/4800 = 4/4800

k_s = 4800/4 = 1200 Nm^-1

Den ækvivalente fjederkonstant for serie-parallel fjederanordningen er 1200 Nm^-1

Bestemmelse af lastens vægt

Hookes lovformel:

F = k eller w = k

Lastens vægt er:

w = (1200 Nm^-1)(0,05 m) = 60 Newton

Lastvægten er 60 Newton.

Det rigtige svar er A.

Elastisk og plastisk

18. Se grafen for forholdet mellem kraften ΔF og længdeforøgelsen Δx på en fjeder nedenfor!

Baseret på grafen vil fjederen forblive elastisk ved en trækkraft på….

A. 0 til 4 N

B. 0 til 8 N

C. 0 til 12 N

D. 8 N til 12 N

Ø. 8 N til 16 N

Diskussion

En fjeder vil forblive elastisk, hvis Hookes lov stadig gælder for den. Matematisk udtrykkes Hookes lov ved formlen:

k = ΔF / Δx

Formelbeskrivelse:

k = elastisk konstant, ΔF = kraft, Δx = fjederlængde

Hookes lov siger, at forholdet mellem kraftændringen (ΔF) og længdeændringen (Δx) for en fjeder altid er konstant. Hvis værdien af ​​k ændrer sig, gælder Hookes lov ikke længere for fjederen, og dette indikerer, at fjederen ikke længere er elastisk.

Se grafen ovenfor og forstå de følgende beregninger.

k₁ = ΔF / Δx = 4 / 2 = 2

k₂ = ΔF / Δx = 8 / 4 = 2

k₃ = ΔF / Δx = 12 / 7 = 1,7

Fjederkonstanten (k) er konstant op til en trækkraft på 8 Newton. Derfor vil fjederen forblive elastisk ved trækkræfter på 0 til 8 Newton.

Det rigtige svar er B.

19. Følgende graf viser forholdet mellem stigningen i længden Δx og kraften ΔF på et gummibånd, der trækkes med en kraft. Baseret på grafen vil gummibåndet ændre sine plastiske egenskaber, når en kraft virker på det...

A. 0 til 2 N

B. 0 til 4 N

C. 2 N til 6 N

D. 4 N til 8 N

Ø. 6 N til 8 N

Diskussion

Gummi forbliver elastisk, så længe elasticitetskonstanten forbliver konstant. Hvis elasticitetskonstanten begynder at ændre sig, begynder gummiet at omdanne sig fra elastisk til plastisk. Elastisk betyder, at gummiet vender tilbage til sin oprindelige form, efter at trækkraften er fjernet. Omvendt betyder plastisk, at gummiet ikke vender tilbage til sin oprindelige form, efter at trækkraften er fjernet.

Se grafen ovenfor og forstå følgende beregninger:

k₁ = ΔF / Δx = 2 / 2 = 1

k₂ = ΔF / Δx = 4 / 4 = 1

k₃ = ΔF / Δx = 6 / 6 = 1

k₄ = ΔF / Δx = 7 / 8 = 0,87

k₄ = ΔF / Δx = 8 / 12 = 0,6

Gummi ændrer sin plasticitet, når den udsættes for en kraft på 6 til 8 Newton. Hvis kraften er større end 8 Newton, vil gummiet knække.

20. Se grafen for forholdet mellem kraften ΔF og længdeforøgelsen Δx på en fjeder nedenfor!
Baseret på grafen vil fjederen forblive elastisk ved en trækkraft på….

A. 0 til 4 N
B. 0 til 8 N
C. 0 til 12 N
D. 8 N til 12 N
Ø. 8 N til 16 N

Diskussion
En fjeder vil forblive elastisk, hvis Hookes lov stadig gælder for den. Matematisk udtrykkes Hookes lov ved formlen:
k = ΔF / Δx
Formelbeskrivelse:
k = elastisk konstant, ΔF = kraft, Δx = fjederlængde

Hookes lov siger, at forholdet mellem kraftændringen (ΔF) og længdeændringen (Δx) for en fjeder altid er konstant. Hvis værdien af ​​k ændrer sig, gælder Hookes lov ikke længere for fjederen, og dette indikerer, at fjederen ikke længere er elastisk.

Se grafen ovenfor og forstå de følgende beregninger.
k₁ = ΔF / Δx = 4 / 2 = 2
k₂ = ΔF / Δx = 8 / 4 = 2
k₃ = ΔF / Δx = 12 / 7 = 1,7

Fjederkonstanten (k) er konstant op til en trækkraft på 8 Newton. Derfor vil fjederen forblive elastisk ved trækkræfter på 0 til 8 Newton.
Det rigtige svar er B.

21. Følgende graf viser forholdet mellem stigningen i længden Δx og kraften ΔF på et gummibånd, der trækkes med en kraft. Baseret på grafen vil gummibåndet ændre sine plastiske egenskaber, når en kraft virker på det...

A. 0 til 2 N
B. 0 til 4 N
C. 2 N til 6 N
D. 4 N til 8 N
Ø. 6 N til 8 N

Diskussion
Gummi forbliver elastisk, så længe elasticitetskonstanten forbliver konstant. Hvis elasticitetskonstanten begynder at ændre sig, begynder gummiet at omdanne sig fra elastisk til plastisk. Elastisk betyder, at gummiet vender tilbage til sin oprindelige form, efter at trækkraften er fjernet. Omvendt betyder plastisk, at gummiet ikke vender tilbage til sin oprindelige form, efter at trækkraften er fjernet.

Se grafen ovenfor og forstå følgende beregninger:
k₁ = ΔF / Δx = 2 / 2 = 1
k₂ = ΔF / Δx = 4 / 4 = 1
k₃ = ΔF / Δx = 6 / 6 = 1
k₄ = ΔF / Δx = 7 / 8 = 0,87
k₅ = ΔF / Δx = 8 / 12 = 0,6

Gummi ændrer sin plasticitet, når den udsættes for en kraft på 6 til 8 Newton. Hvis kraften er større end 8 Newton, vil gummiet knække.

Det rigtige svar er E.

Elasticitetskonstant

22. Observer de eksperimentelle data for fem typer gummidæk A, B, C, D og E, som trækkes med en kraft F, så deres længde øges. Gummidækket med den mindste fjederkonstant er…
Diskussion

Hookes lovformel :
k = F / Δx
Beskrivelse: k = elasticitetskonstant, F = Gaya, Δx = forøgelse af gummiets længde
Gummiens elasticitetskonstant:
k_A = F / Δx = 1 / 0,05 = 20 N/m
k_B = F / Δx = 2 / 0,025 = 80 N/m
k_C = F / Δx = 1 / 0,025 = 40 N/m
k_D = F / Δx = 2 / 0,05 = 40 N/m
k_E = F / Δx = 2 / 0,25 = 8 N/m
Det rigtige svar er E.

23. Fra eksperimentet til bestemmelse af gummiets elasticitet ved hjælp af dækgummi, er de opnåede data som i følgende tabel. Det kan konkluderes, at den største konstante værdi er eksperimentet….
Diskussion
Hookes lovformel:
k = F / Δx
Fjederkonstant:
k_A = 7/0,035 = 200 Nm^-1
k_B = 8/0,025 = 320 Nm^-1
k_C = 6/0,020 = 300 Nm^-1
k_D = 9/0,045 = 200 Nm^-1
k_E = 10/0,033 = 303 Nm^-1
Den største elastiske konstant er 320 Nm^-1.
Det rigtige svar er B.

Spørgsmålskilde:

Nationale eksamensspørgsmål i fysik til gymnasiet/erhvervsgymnasiet