21 näidet elastsusküsimustest
Pikkuse suurendamine
1. Homogeense varda pikkusega L pikkus suureneb jõuga F tõmmates ∆L võrra.
Nii et pikkuse suurenemine saab 4 ΔL, on tõmbejõu suurus...
A. 1/4 F
B. 1/2 F
C. 2 F
D. 4 F
E. 16 F
Arutelu
On teada, et:
Tõmbejõud 1 (F1 ) = F
Pikkuse suurenemine 1 (∆L1 ) = ∆L
Pikkuse suurenemine 2 (∆L 2 ) = 4 ∆L
Küsimus: Tõmbejõud 2 ( F2 )
Vastus:
Hooke'i seaduse valem:
k = F / ΔL
Kirjeldus: k = elastsuskonstant, F = tõmbetugevus, ΔL = pikkuse suurenemine
Kasutatavad vardad on samad, seega on elastsuskonstant (k) sama.
k1 = k2
F1 / ∆L1 = F2 / ∆L2
F / ΔL = F² / 4ΔL
F / 1 = F2 / 4
F = F² / 4
F2 = 4F
Õige vastus on D.
2. Kolm identset vedru, mille igaühe vedrukonstant on 200 N/m, on paigutatud näidatud viisil. 100-grammise koormuse korral (gravitatsioonikiirendus g = 10 m/s) suureneb vedrukomplekti pikkus...
A. x = 0,50 cm 
B. x = 0,75 cm
C. x = 0,85 cm
D. x = 1,00 cm
Näiteks x = 1,50 cm
Arutelu
On teada, et :
Koorma mass (m) = 100 grammi = 0,1 kg
k1 = k2 = k3 = 200 N/m
w = mg = (0,1 kg)(10 m/s² ) = 1 kg m/s² = 1 njuuton
Küsis Vedrude kogupikkuse suurenemine 
?
Vastus :
Asendusvedru konstanti määramine
Kevad 2 (k2) ja vedru 3 (k3) paralleelselt paigutatud. Ekvivalentne vedrukonstant on:
kp = k2 + k3 = 200 + 200 = 400 Nm −1
Vedru 1 (k1 ) ja paralleelne asendusvedru (kP ) on paigutatud järjestikku. Asendusvedru konstant on:
1/k⁻¹ = 1/k⁻¹ + 1/k⁴ = 1/400 + 1/200 = 1/400 + 2/400 = 1/400
k s = 400/3 Nm −1
Järjestikuse-paralleelse vedrusüsteemi ekvivalentne vedrukonstant on 400/3 Nm -1.
Vedru pikkuse suurenemise määramine
Hooke'i seaduse valem:
= F / k = w / k
Vedru pikkuse suurenemine on:
= w / k
= 1 : 400/3 = 1 x 3/400 = 3/400 = 0,0075 meetrit = 0,75 cm
Õige vastus on B.
Kevadkonstant
3. Vedru elastsuse katses saadi andmed, nagu on näidatud allolevas tabelis. Võib järeldada, et vedrukonstandi väärtus on….
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
Arutelu
Hooke'i seaduse valem:
Vedrukonstant:
k = 0,98/0,0008 = 1,96/0,0016 = 2,94/0,0024 = 3,92/0,0032 = 1.225 N/m
Õige vastus on C.
4. Kolm vedru on paigutatud nii, nagu on näidatud järgmisel joonisel. Kui vedrukonstandid k 1 = k 2 = 3 Nm −1 ja k 3 = 6 Nm −1 , siis vedrukonstant on…..
A. 1 Nm-1
B. 3 Nm −1
C. 7,5 Nm −1
D. 12 Nm −1
E. 15 Nm −1
Arutelu
On teada, et:
Vedrukonstant 1 (k1 ) = vedrukonstant 2 (k2 ) = 3 Nm −1
Vedrukonstant 3 (k3 ) = 6 Nm −1
Küsiti: vedrukonstant (k)
Vastus:
Vedru 1 (k1 ) ja vedru 2 (k2 ) on paigutatud paralleelselt. Ekvivalentne vedrukonstant on:
kp = k1 + k2 = 3 + 3 = 6 Nm −1
Paralleelselt ühendatud asendusvedru (kP ) ja vedru 3 (k3 ) on paigutatud järjestikku. Asendusvedru konstant on:
1/ ks = 1/ ks + 1/ks³ = 1/6 + 1/3 = 1/6 + 2/6 = 3/6
kₙs = 6/2 = 3 Nm⁻¹
Ülaltoodud jada-paralleelse vedrusüsteemi ekvivalentne vedrukonstant on 3 Nm −1
Õige vastus on B.
5. Vedru pikkusega L tõmmatakse järjest koormusega w ja saadud andmed on esitatud järgmises tabelis. Tabeli andmete põhjal võib järeldada, et vedrukonstandi suurus on….
A. 300 Nm-1
B. 500 Nm -1
C. 600 Nm -1
D. 800 Nm -1
E. 1000 Nm -1
Arutelu
Hooke'i seaduse valem:
k = F /
Vedrukonstant:
k = 10/0,02 = 20/0,04 = 30/0,06 = 40/0,08 = 500 Nm -1
Õige vastus on B.
6. Järgmises eksperimentaaltabelis olevad andmed on esemete elastsusega seotud katse tulemused. Katses kasutati kummimaterjalina mootorratta sisekummi. (g = 10 m/s² ) . Ülaltoodud tabeli põhjal võib järeldada, et kummimaterjali elastsuskonstant on….
A. 122 N/m
B. 96 N/m
C. 69 N/m
D. 56 N/m
E. 40 N/m
Arutelu
Hooke'i seaduse valem :
k = F / = w / = mg /
Kirjeldus: k = elastsuskonstant, w = gravitatsioon, m = mass, g = gravitatsioonikiirendus, = kummi pikkuse suurenemine
Vedrukonstant:
k = 2/0,05 = 4/0,1 = 6/0,15 = 8/0,20 = 10/0,25 = 40 N/m
Õige vastus on E.
7. Kolm vedru on paigutatud nii, nagu on näidatud järgmisel joonisel. Kui vedrukonstant K1 = 4K, siis vedrude paigutuskonstandi väärtus on ….
A. 3/4K
B. 3K/4
C. 4K/3
D. 3K
E. 4K
Arutelu
Kaks paralleelselt asetatud vedru. Kahe paralleelselt asetatud vedru ekvivalentne vedrukonstant on:
k p = K + K = 2K
Kaks vedru on ühendatud järjestikku. Kahe järjestikku ühendatud vedru ekvivalentne vedrukonstant on:
1/k s = 1/k p + 1/K 1 = 1/2K + 1/4K = 2/4K + 1/4K = 3/4K
k s = 4K/3
Ülaltoodud vedrukonstruktsiooni ekvivalentne vedrukonstant on 4K/3
Õige vastus on C.
8. Kummipaelale pikkusega L rakendatakse koormust nii, et saadud andmed vastavad tabelis esitatule. Tabeli põhjal võib järeldada, et vedrukonstandi suurus on….
A. 250 Nm-1
B. 360 Nm —1
C. 400 Nm —1
D. 450 Nm —1
E. 480 Nm —1
Arutelu
Hooke'i seaduse valem:
k = F / 
Vedrukonstant:
k = 2/0,0050 = 3/0,0075 = 4/0,01 = 400 Nm -1
Õige vastus on C.
9. Vaatlege viie tüüpi kummirehvide A, B, C, D ja E katseandmeid, mida tõmmatakse jõuga F nii, et nende pikkus suureneb. Väikseima vedrukonstandiga kummirehv on…
Arutelu
Hooke'i seaduse valem:
k = F / Δx
Kirjeldus: k = elastsuskonstant, F = jõud, Δx = kummi pikkuse suurenemine
Kummi elastsuskonstant:
k A = F / Δx = 1 / 0,05 = 20 N/m
kB = F / Δx = 2 / 0,025 = 80 N/ m
kC = F / Δx = 1 / 0,025 = 40 N/ m
kD = F / Δx = 2 / 0,05 = 40 N/ m
k E = F / Δx = 2 / 0,25 = 8 N/m
Õige vastus on E.
10. Rehvikummi abil kummi elastsuse määramise katses saadud andmed on esitatud järgmises tabelis. Võib järeldada, et suurim konstantne väärtus on katses….
Arutelu
Hooke'i seaduse valem:
k = F / Δx
Vedrukonstant:
kA = 7/0,035 = 200 Nm -1
kB = 8/0,025 = 320 Nm -1
kC = 6/0,020 = 300 Nm -1
kD = 9/0,045 = 200 Nm -1
k E = 10/0,033 = 303 Nm -1
Suurim elastsuskonstant on 320 Nm⁻¹.
Õige vastus on B.
11. Allolev graafik näitab koormuse muutuse (ΔF) ja pikkuse suurenemise (ΔX) vahelist seost, graafik, mis näitab elastsuskonstandi väikseimat väärtust...
Arutelu
Hooke'i seaduse valem
k = F / Δx
Teave:
Δx = pikkuse suurenemine, F = jõud, k = elastsuskonstant
Elastsuskonstant
k A = F / Δx = 1 / 8 = 0,125
k B = F / Δx = 8 / 3 = 2,7
k C = F / Δx = 6 / 6 = 1
kD = F / Δx = 3 / 5 = 0,6
k E = F / Δx = 2 / 4 = 0,5
Õige vastus on A.
12. Vaata allolevat graafikut, mis kujutab jõu (F) ja pikkuse suurenemise (ΔX) vahelist seost! Millisel neist on suurim elastsuskonstant?
Arutelu
Elastsuskonstant
k A = F / Δx = 50 / 10 = 5
k B = F / Δx = 50 / 0,1 = 500
k C = F / Δx = 5 / 0,1 = 50
kD = F / Δx = 500 / 0,1 = 5000
k E = F / Δx = 500 / 10 = 50
Õige vastus on D.
Kevadine potentsiaalne energia
13. Graafik (Fx) näitab jõu ja vedru pikkuse suurenemise vahelist seost. Vedru potentsiaalse energia suurus ülaltoodud graafiku põhjal on...
A. 20 džauli
B. 16 džauli
C. 3,2 džauli
D. 1,6 džauli
E. 1,2 džauli
Arutelu
On teada, et:
F = 40 N
x = 0,08 meetrit
Küsimus: Vedru potentsiaalne energia
Vastus:
Vedrukonstant:
k = F / Δx = 40/0,08 = 500 N/m
Vedru potentsiaalne energia:
EP = 1/2 kx 2 = 1/2 (500)(0,08) = (250)(0,08) = 20 džauli
Õige vastus on A.
14. Vedrule rakendatakse 2 kg koormust, nagu on näidatud järgmisel joonisel. Kui vedru pikkus suureneb 5 cm ja raskuskiirendus on 10 ms⁻² , siis vedru elastne potentsiaalne energia on...
A. 4,0 J
B. 3,0 J
C. 2,5 J
D. 1,0 J
E. 0,5 J
On teada, et :
Pikkuse suurenemine (Δx) = 5 cm = 0,05 meetrit
Raskuskiirendus (g) = 10 m/ s²
Koorma mass (m) = 2 kg
Koorma kaal (w) = mg = (2)(10) = 20 njuutonit
Küsimus : Kummi potentsiaalne energia?
On teada, et :
Pikkuse suurenemine (Δx) = 5 cm = 0,05 meetrit
Raskuskiirendus (g) = 10 m/ s²
Koorma mass (m) = 2 kg
Koorma kaal (w) = mg = (2)(10) = 20 njuutonit
Küsimus : Kummi potentsiaalne energia?
15. Vedru 5 cm venitamiseks on vaja 20 N jõudu. Vedru potentsiaalne energia 10 cm venitamisel on…
A. 2 džauli
Umbes 4 džauli
U. 20 džauli
D. 50 džauli
E. 100 džauli
Arutelu
On teada, et :
Pikkuse suurenemine (Δx) = 5 cm = 0,05 meetrit
Jõud (F) = 20 njuutonit
Küsimus : Milline on vedru elektriline paisuvus (EP), kui vedru venib 10 cm?
Vastus :
Vedrukonstant:
k = F / Δx = 20 / 0,05 = 400 N/m
Vedru potentsiaalne energia, kui Δx = 10 cm = 0,1 meetrit:
EP = ½ k Δx² = ½ (400)(0,1) ² = (200)(0,01)
EP = 2 džauli
Õige vastus on A.
Koorma kaal
16.
A. 6 N
B. 12 N
C. 30 N
D. 45 N
E. 60 N
Neli identset vedru, igaühe elastsuskonstant 800 Nm −1 , on paigutatud järjestikku ja paralleelselt (vt joonist). Rippuv koormus w põhjustab vedrusüsteemi kogupikkuse suurenemise 5 cm võrra. Koormuse kaal w on…
Arutelu
On teada, et :
k1 = k2 = k3 = k4 = 800 Nm −1
= 5 cm = 0,05 m
Küsiti : koorma kaal (w)?
Vastus :
Asendusvedru konstanti määramine
Kevad 1 (k1), vedru 2 (k2) ja vedru 3 (k3) paralleelselt paigutatud. Ekvivalentne vedrukonstant on:
kp = k1 + k2 + k3 = 800 + 800 + 800 = 2400 Nm −1
Paralleelne asendusvedru (kP ) ja neli vedru (k4 ) on paigutatud järjestikku. Asendusvedru konstant on:
1/k⁻¹ = 1/k⁻¹ + 1/k⁴ = 1/2400 + 1/800 = 1/2400 + 3/2400 = 4/2400
kₙs = 2400/4 = 600 Nm⁻¹
Ülaltoodud jada-paralleelse vedrusüsteemi ekvivalentne vedrukonstant on 600 Nm⁻¹.
Koorma kaalu määramine
Hooke'i seaduse valem:
F=k või w = k
Koorma kaal on:
w = (600 Nm -1 )(0,05 m) = 30 njuutonit
Koorma kaal on 30 njuutonit.
Õige vastus on C.
17. Neli identset vedru, igaühe elastsuskonstant on 1600 N/m, on paigutatud järjestikku ja paralleelselt (vt joonist). Rippuv koormus w põhjustab vedrusüsteemi kogupikkuse suurenemise 5 cm võrra. Koormuse kaal w on….
A. 60 N
B. 120 N
C. 300 N
D. 450 N
E. 600 N
Arutelu
On teada, et :
k1 = k2 = k3 = k4 = 1600 Nm −1
= 5 cm = 0,05 m
Küsiti : koorma kaal (w)?
Vastus :
Asendusvedru konstanti määramine
Vedru 1 (k1 ) , vedru 2 (k2 ) ja vedru 3 (k3 ) on paigutatud paralleelselt. Ekvivalentne vedrukonstant on:
kP = k1 + k2 + k3 = 1600 + 1600 + 1600 = 4800 Nm −1
Paralleelne asendusvedru (kP ) ja neli vedru (k4 ) on paigutatud järjestikku. Asendusvedru konstant on:
1/k⁻¹ = 1/k⁻¹ + 1/k⁴ = 1/4800 + 1/1600 = 1/4800 + 3/4800 = 4/4800
kₙs = 4800/4 = 1200 Nm⁻¹
Järjestikuse-paralleelse vedrusüsteemi ekvivalentne vedrukonstant on 1200 Nm⁻¹.
Koorma kaalu määramine
Hooke'i seaduse valem:
F=k või w = k
Koorma kaal on:
w = (1200 Nm -1 )(0,05 m) = 60 njuutonit
Koorma kaal on 60 njuutonit.
Õige vastus on A.
Elastne ja plastiline
18. 
Vaata allolevat graafikut, mis kujutab jõu ΔF ja vedru pikkuse suurenemise Δx vahelist seost!
Graafiku põhjal jääb vedru elastseks tõmbejõu korral….
A. 0 kuni 4 N
B. 0 kuni 8 N
C. 0 kuni 12 N
D. 8–12 N
8–16 N
Arutelu
Vedru jääb elastseks, kui Hooke'i seadus kehtib selle kohta endiselt. Matemaatiliselt väljendatakse Hooke'i seadust valemiga:
k = ΔF / Δx
Valemi kirjeldus:
k = elastsuskonstant, ΔF = jõud, Δx = vedru pikkus
Hooke'i seadus sätestab, et vedru jõu muutuse (ΔF) ja pikkuse muutuse (Δx) suhe on alati konstantne. Kui k väärtus muutub, siis Hooke'i seadus vedrule enam ei kehti ja see näitab, et vedru ei ole enam elastne.
Jälgige ülaltoodud graafikut ja saage aru järgmistest arvutustest.
k1 = ΔF / Δx = 4 / 2 = 2
k2 = ΔF / Δx = 8 / 4 = 2
k3 = ΔF / Δx = 12 / 7 = 1,7
Vedrukonstant (k) on konstantne kuni tõmbejõuni 8 njuutoni. Seega jääb vedru elastseks tõmbejõudude 0 kuni 8 njuutoni juures.
Õige vastus on B.
19. Järgnev graafik näitab kummi pikkuse suurenemise Δx ja jõu ΔF vahelist seost, kui seda jõuga tõmmatakse. Graafiku põhjal muudavad kummi plastsed omadused jõudu mõjudes...
A. 0 kuni 2 N
B. 0 kuni 4 N
C. 2 N kuni 6 N
D. 4–8 N
6–8 N
Arutelu
Kumm jääb elastseks seni, kuni elastsuskonstant jääb konstantseks. Kui elastsuskonstant hakkab muutuma, hakkab kumm muutuma elastsest plastseks. Elastne tähendab, et pärast tõmbejõu eemaldamist naaseb kumm oma algkujule. Seevastu plastne tähendab, et pärast tõmbejõu eemaldamist kumm oma algkuju ei naase.
Vaadake ülaltoodud graafikut ja saage aru järgmistest arvutustest:
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
Kummi plastsus muutub, kui sellele rakendatakse 6–8 njuutoni suurust jõudu. Kui jõud on suurem kui 8 njuutonit, siis kumm puruneb.
20.
Vaata allolevat graafikut, mis kujutab jõu ΔF ja vedru pikkuse suurenemise Δx vahelist seost!
Graafiku põhjal jääb vedru elastseks tõmbejõu korral….
A. 0 kuni 4 N
B. 0 kuni 8 N
C. 0 kuni 12 N
D. 8–12 N
8–16 N
Arutelu
Vedru jääb elastseks, kui Hooke'i seadus kehtib selle kohta endiselt. Matemaatiliselt väljendatakse Hooke'i seadust valemiga:
k = ΔF / Δx
Valemi kirjeldus:
k = elastsuskonstant, ΔF = jõud, Δx = vedru pikkus
Hooke'i seadus sätestab, et vedru jõu muutuse (ΔF) ja pikkuse muutuse (Δx) suhe on alati konstantne. Kui k väärtus muutub, siis Hooke'i seadus vedrule enam ei kehti ja see näitab, et vedru ei ole enam elastne.
Jälgige ülaltoodud graafikut ja saage aru järgmistest arvutustest.
k1 = ΔF / Δx = 4 / 2 = 2
k2 = ΔF / Δx = 8 / 4 = 2
k3 = ΔF / Δx = 12 / 7 = 1,7
Vedrukonstant (k) on konstantne kuni tõmbejõuni 8 njuutoni. Seega jääb vedru elastseks tõmbejõudude 0 kuni 8 njuutoni juures.
Õige vastus on B.
21.
Järgnev graafik näitab kummipaela pikkuse suurenemise Δx ja jõu ΔF vahelist seost, kui seda jõuga tõmmatakse. Graafiku põhjal muudavad kummipaela plastsed omadused jõu mõjul...
A. 0 kuni 2 N
B. 0 kuni 4 N
C. 2 N kuni 6 N
D. 4–8 N
6–8 N
Arutelu
Kumm jääb elastseks seni, kuni elastsuskonstant jääb konstantseks. Kui elastsuskonstant hakkab muutuma, hakkab kumm muutuma elastsest plastseks. Elastne tähendab, et pärast tõmbejõu eemaldamist naaseb kumm oma algkujule. Seevastu plastne tähendab, et pärast tõmbejõu eemaldamist kumm oma algkuju ei naase.
Vaadake ülaltoodud graafikut ja saage aru järgmistest arvutustest:
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
Kummi plastsus muutub, kui sellele rakendatakse 6–8 njuutoni suurust jõudu. Kui jõud on suurem kui 8 njuutonit, siis kumm puruneb.
Õige vastus on E.
Elastsuskonstant
22. Vaatlege viie tüüpi kummirehvide A, B, C, D ja E katseandmeid, mida tõmmatakse jõuga F nii, et nende pikkus suureneb. Väikseima vedrukonstandiga kummirehv on…
Arutelu
Hooke'i seaduse valem :
k = F / Δx
Kirjeldus: k = elastsuskonstant, F = gaya, Δx = kummi pikkuse suurenemine
Kummi elastsuskonstant:
kA = F / Δx = 1 / 0,05 = 20 N/m
kB = F / Δx = 2 / 0,025 = 80 N/m
kC = F / Δx = 1 / 0,025 = 40 N/m
kD = F / Δx = 2 / 0,05 = 40 N/m
kE = F / Δx = 2 / 0,25 = 8 N/m
Õige vastus on E.
23. Rehvikummi abil kummi elastsuse määramise katses saadud andmed on esitatud järgmises tabelis. Võib järeldada, et suurim konstantne väärtus on katses….
Arutelu
Hooke'i seaduse valem:
k = F / Δx
Vedrukonstant:
kA = 7/0,035 = 200 Nm-1
kB = 8/0,025 = 320 Nm-1
kC = 6/0,020 = 300 Nm-1
kD = 9/0,045 = 200 Nm-1
kE = 10/0,033 = 303 Nm-1
Suurim elastsuskonstant on 320 Nm-1.
Õige vastus on B.
Küsimuse allikas:
Füüsika riikliku eksami küsimused gümnaasiumile/kutsekoolile
