Exemplo de enerxía potencial elástica dun resorte

5 exemplos de preguntas sobre a enerxía potencial elástica dos resortes

1. Un resorte recibe unha carga de 2 kg e colga verticalmente dun soporte. Se o resorte se alonga 4 cm, entón o cambio en enerxía potencial A forza elástica do resorte é… g = 10 m/s²
Discusión
É coñecido :
Masa da carga (m) = 2 kg
Aceleración da gravidade (g) = 10 m/s²
Peso da carga (w) = mg = (2)(10) = 20 Newtons
Aumento da lonxitude do resorte (x) = 4 cm = 0,04 metros
Preguntado/a : Enerxía potencial elástica do resorte
Jawab :
Fórmula Lei de Hooke é F = kx, onde F = forza, k = constante do resorte e x = aumento da lonxitude do resorte. Se se adapta a este problema, a fórmula da lei de Hooke cambia a w = kx, onde w = gravidadePara calcular a constante do resorte, cambia a fórmula da lei de Hooke a k = w / x. Polo tanto, a constante do resorte é k = w / x = 20 / 0,04 = 500 Newton/metro.
A variación da enerxía potencial elástica do resorte é:
EP = ½ kx² = ½ (500)(0,04)² = (250)(0,0016) = 0,4 Joules

A variación da enerxía potencial elástica dun resorte tamén se pode calcular usando unha única fórmula:
EP = ½ kx² = ½ (w / x) x² = ½ wx = ½ mgx
Descrición: w = forza ponderal da carga, m = masa da carga, x = cambio na lonxitude do resorte.
EP = ½ (2)(10)(0,04) = (10)(0,04) = 0,4 Joules.

2. Para estirar un resorte 10 cm, necesítase unha forza de 50 N. A enerxía potencial elástica necesaria para estirar o resorte 12 cm é…
Discusión
É coñecido :
Aumento da lonxitude do resorte (x) = 10 cm = 0,1 metros
Forza (F) = 50 Newtons
Preguntado/a : enerxía potencial elástica do resorte para estiralo ata 12 cm ou 0,12 metros.
Jawab :
A constante do resorte é:
k = F / x = 50 / 0,1 = 500 Newtons/metro
O resorte empregado é o mesmo, polo tanto, a constante do resorte obtida no cálculo anterior utilízase para calcular a enerxía potencial elástica do resorte para estiralo 0,12 metros.
EP = ½ kx² = ½ (500)(0,12)² = (250)(0,0144) = 3,6 xullos.

3. O gráfico seguinte mostra a relación entre a forza (F) e o aumento da lonxitude do resorte (x). Se o resorte se deforma 10 cm, entón a enerxía potencial elástica do resorte é…

Discusión
É coñecido :
Forza (F) = 5 Newtons
Aumento da lonxitude do resorte (x) = 2 cm = 0,02 metros
Preguntado/a : enerxía potencial do resorte se este se deforma 10 cm ou 0,1 metros.
Jawab :
Constante de resorte:
k = F / x = 5 / 0,02 = 250 Newtons/metro
A enerxía potencial do resorte se este se deforma 0,1 metros:
EP = ½ kx² = ½ (250)(0,1)² = (125)(0,01) = 1,25 xullos.

Enerxía potencial elástica
4. A un resorte aplícaselle unha carga de 2 kg como se mostra na seguinte figura. Se o resorte experimenta un aumento de lonxitude de 5 cm e aceleración debida á gravidade terra 10 ms^-2, entón a enerxía potencial elástica do resorte é...
A. 4,0 J
B. 3,0 J
C. 2,5 J
D. 1,0 J
E. 0,5 J
Discusión
É coñecido :
Aumento de lonxitude (Δx) = 5 cm = 0,05 metros
Aceleración da gravidade (g) = 10 m/s²
Masa da carga (m) = 2 kg
Peso da carga (w) = mg = (2)(10) = 20 Newtons
Preguntado/a Enerxía potencial da goma?
Jawab :
Primeiro, calcula a constante elástica do resorte usando a fórmula da lei de Hooke:
k = w / Δx = 20 / 0,05 = 400 N/m
A enerxía potencial elástica do resorte é:
EP = ½ k Δx² = ½ (400)(0,05)² = (200)(0,0025)
EP = 0,5 Joules
A resposta correcta é E.

5. Para estirar un resorte 5 cm, necesítase unha forza de 20 N. A enerxía potencial do resorte cando se estira 10 cm é…
A. 2 Joules
B. 4 Joules
C. 20 Joule
D. 50 Joule
E. 100 Joule
Discusión
É coñecido :
Aumento de lonxitude (Δx) = 5 cm = 0,05 metros
Forza (F) = 20 Newtons
Preguntado/a : EP do resorte cando o resorte se estira 10 cm?
Jawab :
Constante de resorte:
k = F / Δx = 20 / 0,05 = 400 N/m
A enerxía potencial do resorte cando Δx = 10 cm = 0,1 metros:
EP = ½ k Δx² = ½ (400)(0,1)² = (200)(0,01)
EP = 2 Joules
A resposta correcta é A.