탄력성 관련 질문 예시

탄력성 관련 문제 21가지 예시

길이 증가

1. 길이가 L인 균일한 막대를 힘 F로 당기면 길이가 ∆L만큼 증가합니다.

길이 증가량이 4ΔL이 되도록 하려면 인장력의 크기는...

A. 1/4 F

B. 1/2 F

C. 2 F

D. 4 F

동 16 F

논의

알려진 바에 따르면:

인장력 1 (F ₁ ) = F

길이 증가량 1 (∆L ₁ ) = ∆L

길이 증가량 2 (∆L ₂ ) = 4 ∆L

질문: 당기는 힘 2 (F ₂ )

답변 :

훅의 법칙 공식:

k = F / ΔL

설명: k = 탄성 상수, F = 인장력, ΔL = 길이 증가량

사용된 막대는 동일하므로 탄성 상수(k)도 동일합니다.

k ₁ = k ₂

F ₁ / ∆L ₁ = F ₂ / ∆L ₂

F / ΔL = F ₂ / 4ΔL

F / 1 = F ₂ / 4

F = F ₂ / 4

F ₂ = 4F

정답은 D입니다.

2. 용수철 상수가 각각 200 N/m인 동일한 용수철 세 개가 그림과 같이 배열되어 있습니다. 100g의 하중을 가했을 때(중력 가속도 g = 10 m/s²), 용수철 전체의 길이 증가량은 얼마입니까?

A. x = 0,50cm

B. x = 0,75cm

C. x = 0,85cm

D. x = 1,00 cm

예: x = 1,50cm

논의

알려진 바에 따르면 :

하중 질량(m) = 100그램 = 0,1kg

k ₁ = k ₂ = k ₃ = 200 N/m

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

질문했습니다 스프링 전체 길이 증가 ?

답변 :

교체용 스프링 상수 결정

봄 2 (k₂) 및 스프링 3(k)₃) 병렬로 배열되어 있습니다. 등가 스프링 상수는 다음과 같습니다.

k _p = k ₂ + k ₃ = 200 + 200 = 400 Nm ⁻¹

스프링 1(k ₁ )과 병렬 교체 스프링(k _P )이 직렬로 연결되어 있습니다. 교체 스프링 상수는 다음과 같습니다.

1/k _s = 1/k _p + 1/k ₁ = 1/400 + 1/200 = 1/400 + 2/400 = 3/400

k _s = 400/3 Nm ⁻¹

직렬-병렬 스프링 배열의 등가 스프링 상수는 400/3 Nm⁻¹입니다^.

용수철 길이 증가량 측정

훅의 법칙 공식:

= F / k = w / k

용수철 길이의 증가량은 다음과 같습니다.

= w / k

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

정답은 B입니다.

스프링 상수

3. 용수철의 탄성에 관한 실험에서 아래 표와 같은 데이터가 얻어졌습니다. 이를 통해 용수철 상수 값은 …이라고 결론지을 수 있습니다.

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

논의

훅의 법칙 공식:

k = F / Δx

스프링 상수:

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

정답은 C입니다.

4. 다음 그림과 같이 세 개의 용수철이 배열되어 있습니다. 용수철 상수 k₁ ₌ k₂ ₌ 3 Nm⁻¹ ^이고 k₃ ⁼ 6 Nm⁻¹ ^일 때 , 용수철 상수는 얼마입니까?

A. 1 Nm^{- 1}

B. 3 ^Nm⁻¹

C. 7,5 Nm ⁻¹

D. 12 Nm ⁻¹

E. 15 Nm ⁻¹

논의

알려진 바에 따르면:

용수철 상수 1(k1 ₎ = 용수철 상수 2(k2 ₎ = 3 ^Nm⁻¹

스프링 상수 3 (k ₃ ) = 6 Nm ⁻¹

질문: 용수철 상수(k)

답변 :

스프링 1(k1 ₎ 과 스프링 2(k2 ₎ 가 병렬로 연결되어 있습니다. 등가 스프링 상수는 다음과 같습니다.

k _p = k ₁ + k ₂ = 3 + 3 = 6 Nm ⁻¹

병렬 교체 스프링(k _P )과 스프링 3(k ₃ )이 직렬로 연결되어 있습니다. 교체 스프링 상수는 다음과 같습니다.

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

위의 직렬-병렬 스프링 배열에 대한 등가 스프링 상수는 3 Nm⁻¹입니다^.

정답은 B입니다.

5. 길이가 L인 용수철을 하중 w로 연속적으로 당겼을 때 얻은 데이터는 다음 표와 같습니다. 표의 데이터를 바탕으로 용수철 상수의 크기는 …라고 결론지을 수 있습니다.

A. 300 Nm^-1

B. 500 Nm ^-1

C. 600 Nm ^-1

D. 800 Nm ^-1

E. 1000 Nm ^-1

논의

훅의 법칙 공식:

k = F /

스프링 상수:

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

정답은 B입니다.

6. 다음 실험표의 데이터는 물체의 탄성과 관련된 실험 결과입니다. 실험에서 사용된 고무 재질은 오토바이 튜브였습니다. (g = 10 m/s² ⁾ . 위 표를 바탕으로, 이 고무 재질의 탄성 ​​상수는 …임을 알 수 있습니다.

A. 122 N/m

B. 96 N/m

C. 69 N/m

D. 56 N/m

E. 40 N/m

논의

훅의 법칙 공식 :

k = F / = w / = mg /

설명: k = 탄성 상수, w = 중력, m = 질량, g = 중력 가속도, = 고무 길이의 증가

스프링 상수:

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

정답은 E입니다.

7. 세 개의 용수철이 다음 그림과 같이 배열되어 있다. 용수철 상수 K1 ₌ 4K일 때, 용수철 배열 상수의 값은 얼마인가?

A. 3/4K

B. 3K/4

C. 4K/3

디. 3K

E. 4K

논의

두 개의 용수철이 병렬로 연결되어 있습니다. 병렬로 연결된 두 용수철의 등가 용수철 상수는 다음과 같습니다.

k _p = K + K = 2K

두 개의 스프링이 직렬로 연결되어 있습니다. 직렬로 연결된 두 스프링의 등가 스프링 상수는 다음과 같습니다.

1/k _s = 1/k _p + 1/K ₁ = 1/2K + 1/4K = 2/4K + 1/4K = 3/4K

k _s = 4K/3

위 스프링 배열의 등가 스프링 상수는 4K/3입니다.

정답은 C입니다.

8. 길이가 L인 고무줄에 하중을 매달아 표와 같은 측정값을 얻었다. 이 표를 바탕으로 용수철 상수의 크기는 …라고 결론지을 수 있다.

A. 250 Nm^-1

B. 360 Nm ^—1

C. 400 Nm ^—1

D. 450 Nm ^—1

동. 480 Nm ^—1

논의

훅의 법칙 공식:

k = F /

스프링 상수:

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

정답은 C입니다.

9. 힘 F로 당겨 길이가 늘어나는 다섯 종류의 고무 타이어 A, B, C, D, E의 실험 데이터를 관찰하십시오. 스프링 상수가 가장 작은 고무 타이어는…

논의

훅의 법칙 공식:

k = F / Δx

설명: k = 탄성 상수, F = 힘, Δx = 고무 길이 증가량

고무의 탄성 상수:

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

정답은 E입니다.

10. 타이어 고무를 사용하여 고무의 탄성을 측정하는 실험에서 얻은 데이터는 다음 표와 같습니다. 가장 큰 상수 값은 실험에서 …임을 알 수 있습니다.

논의

훅의 법칙 공식:

k = F / Δx

스프링 상수:

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

최대 탄성 상수는 320 Nm⁻¹ ^입니다.

정답은 B입니다.

11. 아래 그래프는 하중 변화(ΔF)와 길이 증가(ΔX) 사이의 관계를 나타내며, 탄성 상수의 최솟값을 보여주는 그래프는...

논의

훅의 법칙 공식

k = F / Δx

설명 :

Δx = 길이 증가량, F = 힘, k = 탄성 상수

탄성 상수

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

정답은 A입니다.

12. 아래의 힘(F)과 길이 증가량(ΔX)의 관계 그래프를 보세요! 탄성 상수가 가장 큰 것은 무엇일까요?

논의

탄성 상수

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

정답은 D입니다.

스프링 위치 에너지

13. 그래프(Fx)는 힘과 용수철 길이 증가량 사이의 관계를 나타냅니다. 위 그래프를 바탕으로 한 용수철의 위치 에너지의 크기는 얼마입니까?

A. 20줄

B. 16줄

C. 3,2 줄

D. 1,6 줄

예: 1,2 줄

논의

알려진 바에 따르면:

F = 40N

x = 0,08미터

질문: 용수철의 위치 에너지

답변 :

스프링 상수:

k = F / Δx = 40/0,08 = 500 N/m

용수철의 위치 에너지:

EP = 1/2 kx ² = 1/2 (500)(0,08) = (250)(0,08) = 20 줄

정답은 A입니다.

14. 다음 그림과 같이 용수철에 2kg의 하중이 가해졌습니다. 용수철의 길이가 5cm 증가하고 중력 가속도가 10m/ ^s² 일 때 , 용수철의 탄성 위치 에너지는 얼마입니까?

A. 4,0 J

B. 3,0 J

C. 2,5 J

D. 1,0 J

E. 0,5 J

알려진 바에 따르면 :

길이 증가량(Δx) = 5cm = 0,05미터

중력 가속도(g) = 10 m/ ^s²

하중의 질량(m) = 2kg

하중 무게(w) = mg = (2)(10) = 20 뉴턴

질문 : 고무의 위치 에너지는 얼마입니까?

알려진 바에 따르면 :

길이 증가량(Δx) = 5cm = 0,05미터

중력 가속도(g) = 10 m/ ^s²

하중의 질량(m) = 2kg

하중 무게(w) = mg = (2)(10) = 20 뉴턴

질문 : 고무의 위치 에너지는 얼마입니까?

15. 용수철을 5cm 늘리는 데 20N의 힘이 필요합니다. 용수철이 10cm 늘어났을 때의 위치 에너지는 얼마입니까?

A. 2줄

B. 4줄

C. 20 줄

D. 50 줄

100줄

논의

알려진 바에 따르면 :

길이 증가량(Δx) = 5cm = 0,05미터

힘(F) = 20 뉴턴

질문 : 용수철이 10cm 늘어났을 때 용수철의 일렉트릭(EP)은 얼마입니까?

답변 :

스프링 상수:

k = F / Δx = 20 / 0,05 = 400 N/m

Δx = 10cm = 0,1미터일 때 용수철의 위치 에너지:

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

EP = 2줄

정답은 A입니다.

적재 중량

16. 

A. 6 N

B. 12 N

C. 30 N

D. 45 N

동 60 북

탄성 상수가 각각 800 Nm⁻¹인 동일한 스프링 1개가 ^직렬 및 병렬로 연결되어 있습니다(그림 참조). 매달린 하중 w로 인해 스프링 시스템의 전체 길이가 5cm 증가합니다. 하중 w의 무게는…

논의

알려진 바에 따르면 :

k ₁ = k ₂ = k ₃ = k ₄ = 800 N m ⁻¹

= 5cm = 0,05m

질문 : 하중의 무게(w)는 얼마입니까?

답변 :

교체용 스프링 상수 결정

봄 1 (k₁), 봄 2 (k₂) 및 스프링 3(k)₃) 병렬로 배열되어 있습니다. 등가 스프링 상수는 다음과 같습니다.

k _p = k ₁ + k ₂ + k ₃ = 800 + 800 + 800 = 2400 Nm ⁻¹

병렬로 연결된 교체 스프링(k _P )과 4개의 스프링(k ₄ )이 직렬로 연결되어 있습니다. 교체 스프링 상수는 다음과 같습니다.

1/k _s = 1/k _p + 1/k ₄ = 1/2400 + 1/800 = 1/2400 + 3/2400 = 4/2400

k _s = 2400/4 = 600 Nm ⁻¹

위의 직렬-병렬 스프링 배열에 대한 등가 스프링 상수는 600 Nm⁻¹입니다^.

하중의 무게를 측정하기

훅의 법칙 공식:

F = k 또는 w = k

짐의 무게는 다음과 같습니다.

w = (600 Nm⁻¹ ⁾ (0,05 m) = 30 뉴턴

하중의 무게는 30뉴턴입니다.

정답은 C입니다.

17. 탄성 상수가 각각 1600 N/m인 동일한 스프링 4개가 직렬 및 병렬로 연결되어 있습니다(그림 참조). 매달린 하중 w로 인해 스프링 시스템의 전체 길이가 5 cm 늘어납니다. 하중 w의 무게는 얼마입니까?

A. 60 N

B. 120 N

C. 300 N

D. 450 N

동 600 북

논의

알려진 바에 따르면 :

k ₁ = k ₂ = k ₃ = k ₄ = 1600 N m ⁻¹

= 5cm = 0,05m

질문 : 하중의 무게(w)는 얼마입니까?

답변 :

교체용 스프링 상수 결정

스프링 1(k1 ₎ , 스프링 2(k2 ₎ , 스프링 3(k3 ₎ 이 병렬로 연결되어 있습니다. 등가 스프링 상수는 다음과 같습니다.

k _P = k ₁ + k ₂ + k ₃ = 1600 + 1600 + 1600 = 4800 Nm ⁻¹

병렬로 연결된 교체 스프링(k _P )과 4개의 스프링(k ₄ )이 직렬로 연결되어 있습니다. 교체 스프링 상수는 다음과 같습니다.

1/k _s = 1/k _p + 1/k ₄ = 1/4800 + 1/1600 = 1/4800 + 3/4800 = 4/4800

k _s = 4800/4 = 1200 Nm ⁻¹

직렬-병렬 스프링 배열의 등가 스프링 상수는 1200 Nm⁻¹입니다^.

하중의 무게를 측정하기

훅의 법칙 공식:

F = k 또는 w = k

짐의 무게는 다음과 같습니다.

w = (1200 Nm⁻¹ ⁾ (0,05 m) = 60 뉴턴

하중의 무게는 60뉴턴입니다.

정답은 A입니다.

탄성 및 플라스틱

18. 아래 그래프는 용수철에 작용하는 힘 ΔF와 길이 증가량 Δx 사이의 관계를 보여줍니다!

그래프를 보면, 용수철은 …의 인장력에서 탄성 상태를 유지합니다.

A. 0~4 N

B. 0~8 N

C. 0~12 N

D. 북위 8도 ~ 북위 12도

동경 8도 ~ 북위 16도

논의

용수철은 훅의 법칙이 여전히 적용된다면 탄성을 유지합니다. 수학적으로 훅의 법칙은 다음 공식으로 표현됩니다.

k = ΔF / Δx

공식 설명:

k = 탄성 상수, ΔF = 힘, Δx = 스프링 길이

훅의 법칙은 용수철의 길이 변화량(Δx)과 힘의 변화량(ΔF)의 비율이 항상 일정하다는 것을 나타냅니다. 만약 상수 k 값이 변하면, 훅의 법칙은 더 이상 용수철에 적용되지 않으며, 이는 용수철이 더 이상 탄성체가 아님을 의미합니다.

위 그래프를 관찰하고 다음 계산 과정을 이해하십시오.

k ₁ = ΔF / Δx = 4 / 2 = 2

k ₂ = ΔF / Δx = 8 / 4 = 2

k ₃ = ΔF / Δx = 12 / 7 = 1,7

용수철 상수(k)는 8뉴턴의 인장력까지 일정합니다. 따라서 용수철은 0에서 8뉴턴 사이의 인장력 범위에서 탄성 상태를 유지합니다.

정답은 B입니다.

19. 다음 그래프는 힘을 가해 잡아당기는 고무의 길이 증가량 Δx와 힘 ΔF 사이의 관계를 나타냅니다. 그래프를 보면, 고무에 힘이 작용할 때 고무의 소성 변형 특성이 어떻게 변하는지 알 수 있습니다.

A. 0~2 N

B. 0~4 N

C. 2N ~ 6N

D. 북위 4도 ~ 북위 8도

동경 6도 ~ 북위 8도

논의

고무는 탄성 상수가 일정하게 유지되는 한 탄성을 유지합니다. 탄성 상수가 변하기 시작하면 고무는 탄성에서 소성으로 변하기 시작합니다. 탄성이란 인장력이 제거된 후에도 고무가 원래 모양으로 되돌아가는 것을 의미합니다. 반대로 소성이란 인장력이 제거된 후에도 고무가 원래 모양으로 되돌아가지 않는 것을 의미합니다.

위 그래프를 관찰하고 다음 계산 과정을 이해하십시오.

k ₁ = ΔF / Δx = 2 / 2 = 1

k ₂ = ΔF / Δx = 4 / 4 = 1

k ₃ = ΔF / Δx = 6 / 6 = 1

k ₄ = ΔF / Δx = 7 / 8 = 0,87

k ₄ = ΔF / Δx = 8 / 12 = 0,6

고무는 6~8뉴턴의 힘이 가해지면 소성 변형이 일어납니다. 만약 8뉴턴보다 큰 힘이 가해지면 고무는 파손됩니다.

20. 아래 그래프는 용수철에 작용하는 힘 ΔF와 길이 증가량 Δx 사이의 관계를 보여줍니다!
그래프를 보면, 용수철은 …의 인장력에서 탄성 상태를 유지합니다.

A. 0~4 N
B. 0~8 N
C. 0~12 N
D. 북위 8도 ~ 북위 12도
동경 8도 ~ 북위 16도

논의
용수철은 훅의 법칙이 여전히 적용된다면 탄성을 유지합니다. 수학적으로 훅의 법칙은 다음 공식으로 표현됩니다.
k = ΔF / Δx
공식 설명:
k = 탄성 상수, ΔF = 힘, Δx = 스프링 길이

훅의 법칙은 용수철의 길이 변화량(Δx)과 힘의 변화량(ΔF)의 비율이 항상 일정하다는 것을 나타냅니다. 만약 상수 k 값이 변하면, 훅의 법칙은 더 이상 용수철에 적용되지 않으며, 이는 용수철이 더 이상 탄성체가 아님을 의미합니다.

위 그래프를 관찰하고 다음 계산 과정을 이해하십시오.
k₁ = ΔF / Δx = 4 / 2 = 2
k₂ = ΔF / Δx = 8 / 4 = 2
k₃ = ΔF / Δx = 12 / 7 = 1,7

용수철 상수(k)는 8뉴턴의 인장력까지 일정합니다. 따라서 용수철은 0에서 8뉴턴 사이의 인장력 범위에서 탄성 상태를 유지합니다.
정답은 B입니다.

21. 다음 그래프는 힘을 가해 당기는 고무줄의 길이 증가량 Δx와 힘 ΔF 사이의 관계를 보여줍니다. 그래프를 보면, 고무에 힘이 작용하면 고무의 소성 변형이 일어남을 알 수 있습니다.

A. 0~2 N
B. 0~4 N
C. 2N ~ 6N
D. 북위 4도 ~ 북위 8도
동경 6도 ~ 북위 8도

논의
고무는 탄성 상수가 일정하게 유지되는 한 탄성을 유지합니다. 탄성 상수가 변하기 시작하면 고무는 탄성에서 소성으로 변하기 시작합니다. 탄성이란 인장력이 제거된 후에도 고무가 원래 모양으로 되돌아가는 것을 의미합니다. 반대로 소성이란 인장력이 제거된 후에도 고무가 원래 모양으로 되돌아가지 않는 것을 의미합니다.

위 그래프를 관찰하고 다음 계산 과정을 이해하십시오.
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

고무는 6~8뉴턴의 힘이 가해지면 소성 변형이 일어납니다. 만약 8뉴턴보다 큰 힘이 가해지면 고무는 파손됩니다.

정답은 E입니다.

탄성 상수

22. 힘 F로 당겨 길이가 늘어나는 다섯 종류의 고무 타이어 A, B, C, D, E의 실험 데이터를 관찰하십시오. 스프링 상수가 가장 작은 고무 타이어는…
논의

훅의 법칙 공식 :
k = F / Δx
설명: k = 탄성 상수, F = 가야Δx = 고무줄 길이 증가량
고무의 탄성 상수:
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
정답은 E입니다.

23. 타이어 고무를 사용하여 고무의 탄성을 측정하는 실험에서 얻은 데이터는 다음 표와 같습니다. 가장 큰 상수 값은 실험에서 …임을 알 수 있습니다.
논의
훅의 법칙 공식:
k = F / Δx
스프링 상수:
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
최대 탄성 상수는 320 Nm입니다.^-1.
정답은 B입니다.

질문 출처:

고등학교/직업고등학교 물리 국가시험 문제