Esempio di domande sull'elasticità

21 Esempi di domande sull'elasticità

Aumento della lunghezza

1. Un'asta uniforme (omogenea) di lunghezza L, se tirata con una forza F, aumenta di lunghezza di ∆L.

Affinché l'aumento di lunghezza diventi 4 ΔL, l'entità della forza di trazione è...

A. 1/4 F

B. 1/2 F

C. 2 F

D. 4 F

E. 16 F

Discussione

È noto che:

Forza di trazione 1 (F₁) = f

Aumento della lunghezza 1 (∆L₁) = ∆L

Aumento della lunghezza 2 (∆L₂) = 4 ΔL

Chiesto: Forza di trazione 2 (F₂)

Risposta :

Formula legale gancio :

k = F / ΔL

Descrizione: k = costante elastica, F = forza di trazione, ΔL = aumento di lunghezza

Le barre utilizzate sono identiche, quindi la costante elastica (k) è la stessa.

k₁ =k₂

F₁ / ΔL₁ =F₂ / ΔL₂

F / ΔL = F₂ / 4ΔL

F / 1 = F₂ / 4

F = F₂ / 4

F₂ = 4F

La risposta corretta è D.

2. Tre molle identiche, ciascuna con una costante elastica di 200 N/m, sono disposte come mostrato in figura. Quando viene applicato un carico di 100 grammi (accelerazione gravitazionale g = 10 m/s²), l'aumento di lunghezza del gruppo di molle è...

A. x = 0,50 cm

B. x = 0,75 cm

C. x = 0,85 cm

D. x = 1,00 cm

E. x = 1,50 cm

Discussione

È conosciuto :

Massa del carico (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 Newton

Chiesto : Aumento della lunghezza complessiva della molla ?

Jawab :

Determinazione della costante della molla di ricambio

Primavera 2 (k₂) e molla 3 (k₃) disposti in parallelo. La costante elastica equivalente è:

k_p =k₂ +k₃ = 200 + 200 = 400 Nm^-1

Primavera 1 (k₁) e molle di ricambio parallele (k_P) disposti in serie. La costante elastica equivalente è:

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

k_s = 400/3 Nm^-1

La costante elastica equivalente per la configurazione di molle in serie-parallelo è 400/3 Nm^-1

Determinazione dell'aumento della lunghezza della molla

Formula della legge di Hooke:

= F / k = w / k

L'aumento della lunghezza della molla è:

= w / k

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

La risposta corretta è B.

Costante della molla

3. In un esperimento sull'elasticità di una molla, sono stati ottenuti i dati riportati nella tabella sottostante. Si può concludere che il valore della costante elastica della molla è...

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

Discussione

Formula della legge di Hooke:

k = F / Δx

Costante elastica:

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

La risposta corretta è C.

4. Tre molle sono disposte come mostrato nella figura seguente. Se la costante elastica k₁ =k₂ = 3 Nm^-1 e k³ = 6 Nm^-1, la costante della struttura della molla è…..

A. 1 Nm^-1

B. 3 Nm^-1

C. 7,5 Nm^-1

D. 12 Nm^-1

E. 15 Nm^-1

Discussione

È noto che:

Costante elastica 1 (k₁) = costante elastica 2 (k₂) = 3 Nm^-1

Costante elastica 3 (k₃) = 6 Nm^-1

Chiesto: costante elastica (k)

Risposta :

Primavera 1 (k₁) e molla 2 (k₂) disposti in parallelo. La costante elastica equivalente è:

k_p =k₁ +k₂ = 3 + 3 = 6 Nm^-1

molla di ricambio parallela (k_P) e molla 3 (k₃ ) disposti in serie. La costante elastica equivalente è:

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

La costante elastica equivalente per la configurazione di molle in serie-parallelo sopra descritta è di 3 Nm^-1

La risposta corretta è B.

5. Una molla di lunghezza L viene tirata da un carico w in successione e i dati ottenuti sono riportati nella tabella seguente. In base ai dati della tabella, si può concludere che il valore della costante elastica della molla è….

A. 300 Nm^-1

B. 500 Nm^-1

C. 600 Nm^-1

D. 800 Nm^-1

E. 1000 Nm^-1

Discussione

Formula della legge di Hooke:

k = F /

Costante elastica:

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

La risposta corretta è B.

6. I dati nella seguente tabella sperimentale sono i risultati di un esperimento relativo all'elasticità degli oggetti. L'esperimento ha utilizzato gomma di camera d'aria per motociclette. (g = 10 m/s²In base alla tabella sopra riportata, si può concludere che la gomma ha una costante elastica di….

A. 122 N/m

B. 96 N/m

C. 69 N/m

D. 56 N/m

E. 40 N/m

Discussione

Formula Legge di Hooke :

k = F / = w / = mg /

Descrizione: k = costante di elasticità, w = gravità, m = massa, g = accelerazione dovuta alla gravità, = aumento della lunghezza della gomma

Costante elastica:

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

La risposta corretta è E.

7. TLe nervature della molla sono disposte come mostrato nella figura seguente. Se la costante elastica K₁ = 4K, quindi il valore della costante elastica è ….

A. 3/4K

B. 3K/4

C. 4K/3

D. 3K

E. 4K

Discussione

Due molle disposte in parallelo. La costante elastica equivalente delle due molle disposte in parallelo è:

k_p = K + K = 2K

Due molle sono disposte in serie. La costante elastica equivalente delle due molle disposte in serie è:

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

k_s = 4K/3

La costante elastica equivalente per la configurazione di molle sopra descritta è 4K/3

La risposta corretta è C.

8. Un elastico di lunghezza L è appeso con un carico in modo tale che i dati ottenuti siano quelli riportati nella tabella. In base alla tabella, si può concludere che il valore della costante elastica è….

A. 250 Nm^-1

B. 360 Nm^-1

C. 400 Nm^-1

D. 450 Nm^-1

E. 480 Nm^-1

Discussione

Formula della legge di Hooke:

k = F /

Costante elastica:

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

La risposta corretta è C.

9. Consideriamo i dati sperimentali relativi a cinque tipi di pneumatici in gomma A, B, C, D ed E, che vengono tirati con una forza F, aumentandone la lunghezza. Il pneumatico in gomma con la costante elastica più piccola è…

Discussione

Formula della legge di Hooke:

k = F / Δx

Descrizione: k = costante elastica, F = forza, Δx = aumento di lunghezza della gomma

Costante di elasticità della gomma:

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

La risposta corretta è E.

10 Dall'esperimento per determinare l'elasticità della gomma utilizzando gomma di pneumatici, i dati ottenuti sono riportati nella tabella seguente. Si può concludere che il valore costante più grande è quello dell'esperimento...

Discussione

Formula della legge di Hooke:

k = F / Δx

Costante elastica:

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

La costante elastica più elevata è pari a 320 Nm.^-1.

La risposta corretta è B.

11 Il grafico sottostante mostra la relazione tra la variazione di carico (ΔF) e l'aumento di lunghezza (ΔX), il grafico mostra il valore minimo della costante elastica...

Discussione

Formula della legge di Hooke

k = F / Δx

Informazione :

Δx = aumento di lunghezza, F = forza, k = costante elastica

costante di elasticità

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

La risposta corretta è A.

12 Osserva il grafico sottostante che mostra la relazione tra forza (F) e incremento di lunghezza (ΔX)! Quale dei due valori presenta la costante elastica maggiore?

Discussione

costante di elasticità

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

La risposta corretta è D.

Energia potenziale primaverile

13 Il grafico (Fx) mostra la relazione tra la forza e l'aumento di lunghezza della molla. L'energia potenziale della molla, in base al grafico sopra riportato, è...

A. 20 joule

B. 16 joule

C. 3,2 joule

D. 1,6 joule

E. 1,2 joule

Discussione

È noto che:

F = 40 N

x = 0,08 metri

Chiesto: energia potenziale della primavera

Risposta :

Costante elastica:

k = F / Δx = 40/0,08 = 500 N/m

Energia potenziale della sorgente:

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

La risposta corretta è A.

14 Una molla è caricata con un peso di 2 kg come mostrato nella figura seguente. Se la molla subisce un allungamento di 5 cm e l'accelerazione di gravità è di 10 m/s²,^-2, quindi l'energia potenziale elastica della molla è...

A. 4,0 J

B. 3,0 J

C. 2,5 J

D. 1,0 J

E. 0,5 J

È conosciuto :

Aumento di lunghezza (Δx) = 5 cm = 0,05 metri

Accelerazione di gravità (g) = 10 m/s²

Massa del carico (m) = 2 kg

Peso del carico (w) = mg = (2)(10) = 20 Newton

Chiesto Energia potenziale della gomma?

È conosciuto :

Aumento di lunghezza (Δx) = 5 cm = 0,05 metri

Accelerazione di gravità (g) = 10 m/s²

Massa del carico (m) = 2 kg

Peso del carico (w) = mg = (2)(10) = 20 Newton

Chiesto Energia potenziale della gomma?

15 Per allungare una molla di 5 cm è necessaria una forza di 20 N. L'energia potenziale della molla quando è allungata di 10 cm è…

A. 2 Joule

B. 4 Joule

C. 20 Joule

D. 50 Joule

E. 100 Joule

Discussione

È conosciuto :

Aumento di lunghezza (Δx) = 5 cm = 0,05 metri

Forza (F) = 20 Newton

Chiesto : Pressione di esercizio della molla quando questa si allunga di 10 cm?

Jawab :

Costante elastica:

k = F / Δx = 20 / 0,05 = 400 N/m

L'energia potenziale della molla quando Δx = 10 cm = 0,1 metri:

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

EP = 2 Joule

La risposta corretta è A.

Peso del carico

16 

A. 6 N

B. 12 N

C. 30 N

D. 45 N

E. 60 N

Quattro molle identiche hanno ciascuna una costante elastica di 800 Nm.^-1, disposte in serie-parallelo (vedi figura). Il carico sospeso w fa sì che il sistema di molle aumenti di lunghezza complessiva di 5 cm. Il peso del carico w è...

Discussione

È conosciuto :

k₁ =k₂ =k₃ =k₄ = 800 N m^-1

= 5 centimetri = 0,05 m

Chiesto : peso del carico (w) ?

Jawab :

Determinazione della costante della molla di ricambio

Primavera 1 (k₁), primavera 2 (k₂) e molla 3 (k₃) disposti in parallelo. La costante elastica equivalente è:

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

molla di ricambio parallela (k_P) e molla 4 (k₄) disposti in serie. La costante elastica equivalente è:

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

La costante elastica equivalente per la configurazione di molle in serie-parallelo sopra descritta è di 600 Nm^-1

Determinazione del peso del carico

Formula della legge di Hooke:

F = k oppure w = k

Il peso del carico è:

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

Il peso del carico è di 30 Newton.

La risposta corretta è C.

17 Quattro molle identiche, ciascuna con una costante elastica di 1600 N/m, sono disposte in serie e in parallelo (vedi figura). Il carico sospeso w provoca un allungamento complessivo del sistema di molle di 5 cm. Il peso del carico w è…

A. 60 N

B. 120 N

C. 300 N

D. 450 N

E. 600 N

Discussione

È conosciuto :

k₁ =k₂ =k₃ =k₄ = 1600 N m^-1

= 5 centimetri = 0,05 m

Chiesto : peso del carico (w) ?

Jawab :

Determinazione della costante della molla di ricambio

Primavera 1 (k₁), primavera 2 (k₂) e molla 3 (k₃) disposti in parallelo. La costante elastica equivalente è:

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

molla di ricambio parallela (k_P) e molla 4 (k₄) disposti in serie. La costante elastica equivalente è:

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

La costante elastica equivalente per la configurazione di molle in serie-parallelo è di 1200 Nm.^-1

Determinazione del peso del carico

Formula della legge di Hooke:

F = k oppure w = k

Il peso del carico è:

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

Il peso del carico è di 60 Newton.

La risposta corretta è A.

Elastico e plastica

18 Osservate il grafico sottostante che illustra la relazione tra la forza ΔF e l'aumento di lunghezza Δx di una molla!

In base al grafico, la molla rimarrà elastica a una forza di trazione di….

A. Da 0 a 4 N

B. Da 0 a 8 N

C. Da 0 a 12 N

D. Da 8 N a 12 N

Da 8 N a 16 N

Discussione

Una molla rimane elastica se la legge di Hooke è ancora valida. Matematicamente, la legge di Hooke è espressa dalla formula:

k = ΔF / Δx

Descrizione della formula:

k = costante elastica, ΔF = forza, Δx = lunghezza della molla

La legge di Hooke afferma che il rapporto tra la variazione di forza (ΔF) e la variazione di lunghezza (Δx) di una molla è sempre costante. Se il valore di k cambia, la legge di Hooke non è più applicabile alla molla e ciò indica che la molla non è più elastica.

Osserva il grafico qui sopra e comprendi i calcoli che seguono.

k₁ = ΔF / Δx = 4 / 2 = 2

k₂ = ΔF / Δx = 8 / 4 = 2

k₃ = ΔF / Δx = 12 / 7 = 1,7

La costante elastica (k) della molla è costante fino a una forza di trazione di 8 Newton. Pertanto, la molla rimarrà elastica per forze di trazione comprese tra 0 e 8 Newton.

La risposta corretta è B.

19 Il grafico seguente mostra la relazione tra l'aumento di lunghezza Δx e la forza ΔF di un elastico sottoposto a trazione. In base al grafico, si può osservare che l'elastico modifica le proprie proprietà plastiche quando viene sottoposto a una forza.

A. Da 0 a 2 N

B. Da 0 a 4 N

C. Da 2 N a 6 N

D. Da 4 N a 8 N

Da 6 N a 8 N

Discussione

La gomma rimane elastica finché la costante elastica rimane costante. Se la costante elastica inizia a cambiare, la gomma inizia a trasformarsi da elastica a plastica. Elastico significa che, una volta rimossa la forza di trazione, la gomma ritorna alla sua forma originale. Al contrario, plastico significa che, una volta rimossa la forza di trazione, la gomma non ritorna alla sua forma originale.

Osserva il grafico qui sopra e comprendi i seguenti calcoli:

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

La gomma modifica la sua plasticità quando viene sottoposta a una forza compresa tra 6 e 8 Newton. Se la forza è superiore a 8 Newton, la gomma si rompe.

20 Osservate il grafico sottostante che illustra la relazione tra la forza ΔF e l'aumento di lunghezza Δx di una molla!
In base al grafico, la molla rimarrà elastica a una forza di trazione di….

A. Da 0 a 4 N
B. Da 0 a 8 N
C. Da 0 a 12 N
D. Da 8 N a 12 N
Da 8 N a 16 N

Discussione
Una molla rimane elastica se la legge di Hooke è ancora valida. Matematicamente, la legge di Hooke è espressa dalla formula:
k = ΔF / Δx
Descrizione della formula:
k = costante elastica, ΔF = forza, Δx = lunghezza della molla

La legge di Hooke afferma che il rapporto tra la variazione di forza (ΔF) e la variazione di lunghezza (Δx) di una molla è sempre costante. Se il valore di k cambia, la legge di Hooke non è più applicabile alla molla e ciò indica che la molla non è più elastica.

Osserva il grafico qui sopra e comprendi i calcoli che seguono.
k₁ = ΔF / Δx = 4 / 2 = 2
k₂ = ΔF / Δx = 8 / 4 = 2
k₃ = ΔF / Δx = 12 / 7 = 1,7

La costante elastica (k) della molla è costante fino a una forza di trazione di 8 Newton. Pertanto, la molla rimarrà elastica per forze di trazione comprese tra 0 e 8 Newton.
La risposta corretta è B.

21 Il grafico seguente mostra la relazione tra l'aumento di lunghezza Δx e la forza ΔF di un elastico sottoposto a trazione. In base al grafico, si può osservare che l'elastico modifica le proprie proprietà plastiche quando viene sottoposto a una forza.

A. Da 0 a 2 N
B. Da 0 a 4 N
C. Da 2 N a 6 N
D. Da 4 N a 8 N
Da 6 N a 8 N

Discussione
La gomma rimane elastica finché la costante elastica rimane costante. Se la costante elastica inizia a cambiare, la gomma inizia a trasformarsi da elastica a plastica. Elastico significa che, una volta rimossa la forza di trazione, la gomma ritorna alla sua forma originale. Al contrario, plastico significa che, una volta rimossa la forza di trazione, la gomma non ritorna alla sua forma originale.

Osserva il grafico qui sopra e comprendi i seguenti calcoli:
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

La gomma modifica la sua plasticità quando viene sottoposta a una forza compresa tra 6 e 8 Newton. Se la forza è superiore a 8 Newton, la gomma si rompe.

La risposta corretta è E.

costante di elasticità

22. Osserva i dati sperimentali di cinque tipi di pneumatici in gomma A, B, C, D ed E che vengono tirati con una forza F in modo che la loro lunghezza aumenti. Il pneumatico in gomma con la costante elastica più piccola è…
Discussione

Formula della legge di Hooke :
k = F / Δx
Descrizione: k = costante di elasticità, F = gaya, Δx = aumento della lunghezza della gomma
Costante di elasticità della gomma:
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
La risposta corretta è E.

23. Dall'esperimento per determinare l'elasticità della gomma utilizzando gomma di pneumatico, i dati ottenuti sono riportati nella tabella seguente. Si può concludere che il valore costante più grande è quello ottenuto dall'esperimento...
Discussione
Formula della legge di Hooke:
k = F / Δx
Costante elastica:
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
La costante elastica più elevata è pari a 320 Nm.^-1.
La risposta corretta è B.

Fonte della domanda:

Domande di fisica per l'esame nazionale di fisica per la scuola superiore/istituto professionale.