Elastības jautājumu piemērs

21 elastības jautājumu piemēri

Garuma palielināšana

1. Homogēnu stieni ar garumu L, pavelkot ar spēku F, garums palielinās par ∆L.

Tā, lai garuma pieaugums kļūtu par 4 ΔL, stiepes spēka lielums ir...

A. 1/4 collu iekšējais diametrs

B. 1/2 F

C. 2 F

D. 4 F

E. 16 F

Diskusija

Ir zināms, ka:

Stiepes spēks 1 (F1 ₎ = F

Garuma palielinājums 1 (∆L1 ₎ = ∆L

Garuma palielinājums 2 (∆L2 ₎ = 4 ∆L

Jautājums: Vilkšanas spēks 2 ( _F2 )

Atbilde:

Hūka likuma formula:

k = F / ΔL

Apraksts: k = elastības konstante, F = stiepes spēks, ΔL = garuma pieaugums

Izmantotie stieņi ir vienādi, tāpēc elastības konstante (k) ir vienāda.

k1 = _k2​

F1 _/ ∆L1 = _F2 / _∆L2​

F / ΔL = F² _/ 4ΔL

F / 1 = F2 _/ 4

F = F² _/ 4

F2 = _4F

Pareizā atbilde ir D.

2. Trīs identiskas atsperes, katra ar atsperes konstanti 200 N/m, ir izvietotas, kā parādīts attēlā. Pieliekot 100 gramu slodzi (gravitācijas paātrinājums g = 10 m/s), atsperu mezgla garuma pieaugums ir...

A. x = 0,50 cm

B. x = 0,75 cm

C. x = 0,85 cm

D. x = 1,00 cm

Piemēram, x = 1,50 cm

Diskusija

Ir zināms, ka :

Kravas masa (m) = 100 grami = 0,1 kg

k1 ₌ k2 = _{k3 = 200} N/m

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

Jautāts Kopējā atsperes garuma palielināšanās ?

Atbilde :

Nomaiņas atsperes konstantes noteikšana

2. pavasaris (k₂) un 3. atspere (k₃) izvietotas paralēli. Ekvivalentā atsperes konstante ir:

kp = k2 ₊ k3 ₌ 200 + 200 = 400 _Nm ⁻¹

Atspere 1 (k1 ₎ un paralēlā nomaiņas atspere (kP ₎ ir savienotas virknē. Nomaiņas atsperes konstante ir:

1/kₙ ₌ 1/kₙ ₊ 1/k₀ ₌ 1/400 + 1/200 = 1/400 + 2/400 = 1/400

k _s = 400/3 Nm ⁻¹

Ekvivalentā atsperes konstante virknes-paralēlas atsperes izkārtojumam ir 400/3 Nm ^-1.

Atsperes garuma palielinājuma noteikšana

Hūka likuma formula:

= F / k = w / k

Atsperes garuma palielinājums ir:

= w / k

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

Pareizā atbilde ir B.

Pavasara konstante

3. Eksperimentā par atsperes elastību tika iegūti dati, kā parādīts tabulā zemāk. Var secināt, ka atsperes konstantes vērtība ir….

A. 1.002 N/m

B. 1.201 N/m

Aptuveni 1.225 N/m

D. 1.245 N/m

E. 1.250 N/m

Diskusija

Hūka likuma formula:

k = F / Δx

Atsperes konstante:

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

Pareizā atbilde ir C.

4. Trīs atsperes ir izvietotas, kā parādīts nākamajā attēlā. Ja atsperu konstantes k1 ₌ k2 ₌ 3 Nm ⁻¹ un k3 ⁼ 6 Nm ⁻¹ , tad atsperu konstante ir…..

A. 1 Nm^-1

B. 3 Nm ⁻¹

Aptuveni 7,5 Nm ⁻¹

D. 12 Nm ⁻¹

E. 15 Nm ⁻¹

Diskusija

Ir zināms, ka:

Atsperes konstante 1 (k1 ₎ = atsperes konstante 2 (k2 ₎ = 3 Nm ⁻¹

Atsperes konstante 3 (k³ ₎ = 6 Nm ⁻¹

Jautāts: atsperes konstante (k)

Atbilde:

1. atspere (k1 ₎ un 2. atspere (k2 ₎ ir izvietotas paralēli. Ekvivalentā atsperes konstante ir:

kp = k1 ₊ k2 ₌ 3 + 3 = 6 _Nm ⁻¹

Paralēlā nomaiņas atspere (kP ₎ un atspere 3 (k3 ₎ ir sakārtotas virknē. Nomaiņas atsperes konstante ir:

1/kₙs ₌ 1/kₙp ₊ 1/k₃3 ₌ 1/6 + 1/3 = 1/6 + 2/6 = 3/6

kₙs = 6/2 = ₃ ^Nm⁻¹

Iepriekš minētā virknes-paralēlā atsperu izkārtojuma ekvivalentā atsperes konstante ir 3 Nm ^−1.

Pareizā atbilde ir B.

5. Atsperi ar garumu L secīgi velk slodze w, un iegūtie dati ir norādīti nākamajā tabulā. Pamatojoties uz tabulas datiem, var secināt, ka atsperes konstantes lielums ir….

A. 300 Nm^-1

B. 500 Nm ^-1

Aptuveni 600 Nm ^-1

D. 800 Nm ^-1

E. 1000 Nm ^-1

Diskusija

Hūka likuma formula:

k = F /

Atsperes konstante:

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

Pareizā atbilde ir B.

6. Šajā eksperimentālajā tabulā sniegtie dati ir eksperimenta rezultāti, kas saistīti ar objektu elastību. Eksperimentā kā gumijas materiāls tika izmantota motocikla riepas kamera. (g = 10 m/s² ⁾ . Pamatojoties uz iepriekš minēto tabulu, var secināt, ka gumijas materiāla elastības konstante ir….

A. 122 N/m

B. 96 N/m

Aptuveni 69 N/m

D. 56 N/m

E. 40 N/m

Diskusija

Hūka likuma formula :

k = F / = w / = mg /

Apraksts: k = elastības konstante, w = gravitācija, m = masa, g = paātrinājums gravitācijas dēļ, = gumijas garuma palielināšanās

Atsperes konstante:

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

Pareizā atbilde ir E.

7. Trīs atsperes ir izvietotas, kā parādīts nākamajā attēlā. Ja atsperes konstante K1 ₌ 4K, tad atsperes izvietojuma konstantes vērtība ir ….

A. 3/4K

B. 3K/4

C. 4K/3

D. 3K

E. 4K

Diskusija

Divas paralēli novietotas atsperes. Divu paralēli novietotu atsperu ekvivalentā atsperes konstante ir:

k _p = K + K = 2K

Divas atsperes ir savienotas virknē. Divu virknē savienotu atsperu ekvivalentā atsperes konstante ir:

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

k _s = 4K/3

Iepriekš minētā atsperu izvietojuma ekvivalentā atsperes konstante ir 4K/3.

Pareizā atbilde ir C.

8. Gumijas lente ar garumu L ir piekārta ar slodzi tā, lai iegūtie dati atbilstu tabulā norādītajiem. Pamatojoties uz tabulu, var secināt, ka atsperes konstantes lielums ir….

A. 250 Nm^-1

B. 360 Nm ^—1

Aptuveni 400 Nm ^—1

D. 450 Nm ^—1

E. 480 Nm ^—1

Diskusija

Hūka likuma formula:

k = F /

Atsperes konstante:

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

Pareizā atbilde ir C.

9. Aplūkojiet piecu gumijas riepu veidu A, B, C, D un E eksperimentālos datus, kuras tiek vilktas ar spēku F, palielinot to garumu. Gumijas riepa ar mazāko atsperes konstanti ir…

Diskusija

Hūka likuma formula:

k = F / Δx

Apraksts: k = elastības konstante, F = spēks, Δx = gumijas garuma pieaugums

Gumijas elastības konstante:

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

kD = F / Δx = 2 / 0,05 = 40 N/ _m

k _E = F / Δx = 2 / 0,25 = 8 N/m

Pareizā atbilde ir E.

10. No eksperimenta, lai noteiktu gumijas elastību, izmantojot riepu gumiju, iegūtie dati ir norādīti nākamajā tabulā. Var secināt, ka lielākā konstantā vērtība ir eksperimentā….

Diskusija

Hūka likuma formula:

k = F / Δx

Atsperes konstante:

kA ₌ 7/0,035 = 200 Nm ^-1

kB = 8/0,025 ₌ 320 Nm ^-1

k _C = 6/0,020 = 300 Nm ^-1

kD = 9/0,045 = 200 _Nm ^-1

k _E = 10/0,033 = 303 Nm ^-1

Lielākā elastības konstante ir 320 ^Nm⁻¹.

Pareizā atbilde ir B.

11. Zemāk redzamajā grafikā parādīta slodzes izmaiņu (ΔF) un garuma palielināšanās (ΔX) savstarpējā saistība, grafikā parādīta elastības konstantes mazākā vērtība...

Diskusija

Hūka likuma formula

k = F / Δx

Informācija:

Δx = garuma pieaugums, F = spēks, k = elastības konstante

Elastības konstante

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

Pareizā atbilde ir A.

12. Apskatiet zemāk esošo spēka (F) un garuma pieauguma (ΔX) attiecības grafiku! Kuram no tiem ir lielākā elastības konstante?

Diskusija

Elastības konstante

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

Pareizā atbilde ir D.

Pavasara potenciālā enerģija

13. Grafikā (Fx) parādīta spēka un atsperes garuma palielināšanās savstarpējā saistība. Atsperes potenciālās enerģijas lielums, pamatojoties uz iepriekš redzamo grafiku, ir...

A. 20 džouli

B. 16 džouli

C. 3,2 džouli

D. 1,6 džouli

E. 1,2 džouli

Diskusija

Ir zināms, ka:

F = 40 N

x = 0,08 metri

Jautājums: Atsperes potenciālā enerģija

Atbilde:

Atsperes konstante:

k = F / Δx = 40/0,08 = 500 N/m

Atsperes potenciālā enerģija:

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

Pareizā atbilde ir A.

14. Atsperei tiek pielikta 2 kg slodze, kā parādīts nākamajā attēlā. Ja atsperes garums palielinās par 5 cm un brīvās krišanas paātrinājums ir 10 ms ^-2 , tad atsperes elastīgā potenciālā enerģija ir...

A. 525 000 džauli

B. 420 000 džauli

Aptuveni 150 000 džaulu

D. 21 000 džauli

E. 0,5 J

Ir zināms, ka :

Garuma pieaugums (Δx) = 5 cm = 0,05 metri

Brīvās krišanas paātrinājums (g) = 10 m/ ^s²

Kravas masa (m) = 2 kg

Slodzes svars (w) = mg = (2)(10) = 20 ņūtoni

Jautājums : Gumijas potenciālā enerģija?

Ir zināms, ka :

Garuma pieaugums (Δx) = 5 cm = 0,05 metri

Brīvās krišanas paātrinājums (g) = 10 m/ ^s²

Kravas masa (m) = 2 kg

Slodzes svars (w) = mg = (2)(10) = 20 ņūtoni

Jautājums : Gumijas potenciālā enerģija?

15. Lai izstieptu atsperi par 5 cm, nepieciešams 20 N spēks. Atsperes potenciālā enerģija, kad tā izstiepjas par 10 cm, ir...

A. 336 000 džoulu

B. 259 200 džouli

Aptuveni 554 400 džouli

D. 543 600 džouli

E. 100 džouli

Diskusija

Ir zināms, ka :

Garuma pieaugums (Δx) = 5 cm = 0,05 metri

Spēks (F) = 20 ņūtoni

Jautājums : Kāds ir atsperes elektrostatiskais spiediens (EP), kad atspere izstiepjas 10 cm?

Atbilde :

Atsperes konstante:

k = F / Δx = 20 / 0,05 = 400 N/m

Atsperes potenciālā enerģija, ja Δx = 10 cm = 0,1 metrs:

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

EP = 2 džouli

Pareizā atbilde ir A.

Kravas svars

16. 

A. 6 Z

B. 12 N

C. 30 N

D. 45 Z

E. 60 N

Četras identiskas atsperes, katra ar elastības konstanti 800 Nm ⁻¹ , ir sakārtotas virknē un paralēli (sk. attēlu). Piekārta slodze w izraisa atsperu sistēmas kopējā garuma palielināšanos par 5 cm. Slodzes svars w ir…

Diskusija

Ir zināms, ka :

k1 ₌ k2 = k3 ₌ k4 _{= 800} Nm ⁻¹

= 5 cm = 0,05 m

Jautāts : kravas svars (w)?

Atbilde :

Nomaiņas atsperes konstantes noteikšana

1. pavasaris (k₁), 2. atspere (k₂) un 3. atspere (k₃) izvietotas paralēli. Ekvivalentā atsperes konstante ir:

kp ₌ k1 ₊ k2 + k3 ₌ 800 + 800 + 800 = 2400 _Nm ⁻¹

Paralēlā nomaiņas atspere (kP ₎ un 4 atsperes (k4 ₎ ir sakārtotas virknē. Nomaiņas atsperes konstante ir:

1/kₙ ₌ 1/kₙ ₊ 1/k₀ ₌ 1/2400 + 1/800 = 1/2400 + 3/2400 = 4/2400

kₙs = 2400/4 = ₆₀₀ ^Nm⁻¹

Iepriekš minētajam virknes-paralēlā atsperu izkārtojumam ekvivalentā atsperes konstante ir 600 Nm ^-1.

Kravas svara noteikšana

Hūka likuma formula:

F=k vai w = k

Kravas svars ir:

w = (600 Nm ^-1 )(0,05 m) = 30 ņūtoni

Slodzes svars ir 30 ņūtoni.

Pareizā atbilde ir C.

17. Četras identiskas atsperes, katra ar elastības konstanti 1600 N/m, ir sakārtotas virknē un paralēli (sk. attēlu). Piekārtā slodze w izraisa atsperu sistēmas kopējā garuma palielināšanos par 5 cm. Slodzes svars w ir….

A. 60 Z

B. 120 N

C. 300 N

D. 450 Z

E. 600 N

Diskusija

Ir zināms, ka :

k1 ₌ k2 = k3 ₌ k4 _{= 1600} Nm ⁻¹

= 5 cm = 0,05 m

Jautāts : kravas svars (w)?

Atbilde :

Nomaiņas atsperes konstantes noteikšana

1. atspere (k1 ₎ , 2. atspere (k2 ₎ un 3. atspere (k3 ₎ ir izvietotas paralēli. Ekvivalentā atsperes konstante ir:

kP = k1 ₊ k2 ₊ k3 ₌ 1600 + 1600 + 1600 = 4800 _Nm ⁻¹

Paralēlā nomaiņas atspere (kP ₎ un 4 atsperes (k4 ₎ ir sakārtotas virknē. Nomaiņas atsperes konstante ir:

1/kₙ ₌ 1/kₙ ₊ 1/k₀ ₌ 1/4800 + 1/1600 = 1/4800 + 3/4800 = 4/4800

kₙs = 4800/4 = ₁₂₀₀ ^Nm⁻¹

Ekvivalentā atsperes konstante virknes paralēlā atsperu izkārtojumam ir 1200 Nm ^-1.

Kravas svara noteikšana

Hūka likuma formula:

F=k vai w = k

Kravas svars ir:

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

Slodzes svars ir 60 ņūtoni.

Pareizā atbilde ir A.

Elastīgs un plastisks

18. Apskatiet zemāk redzamo grafiku, kas attēlo spēka ΔF un garuma palielinājuma Δx sakarību uz atsperes!

Balstoties uz grafiku, atspere saglabās elastību pie stiepes spēka….

A. 0 līdz 4 N

B. 0 līdz 8 N

C. 0 līdz 12 N

D. 8 Z līdz 12 Z

E. 8 Z līdz 16 Z

Diskusija

Atspere saglabās elastību, ja uz to joprojām attiecas Huka likums. Matemātiski Huka likumu izsaka ar formulu:

k = ΔF / Δx

Formulas apraksts:

k = elastības konstante, ΔF = spēks, Δx = atsperes garums

Hūka likums nosaka, ka atsperes spēka izmaiņu (ΔF) attiecība pret garuma izmaiņām (Δx) vienmēr ir nemainīga. Ja k vērtība mainās, Hūka likums vairs neattiecas uz atsperi, un tas norāda, ka atspere vairs nav elastīga.

Apskatiet iepriekš redzamo grafiku un izprotiet tālāk sniegtos aprēķinus.

k ₁ = ΔF / Δx = 4 / 2 = 2

k ₂ = ΔF / Δx = 8 / 4 = 2

k ₃ = ΔF / Δx = 12 / 7 = 1,7

Atsperes konstante (k) ir nemainīga līdz 8 ņūtonu stiepes spēkam. Tāpēc atspere saglabās elastību pie stiepes spēka no 0 līdz 8 ņūtoniem.

Pareizā atbilde ir B.

19. Šajā grafikā parādīta sakarība starp gumijas garuma Δx palielināšanos un spēku ΔF, kas tiek vilkta ar spēku. Pamatojoties uz grafiku, gumija mainīs savas plastiskās īpašības, kad uz gumiju iedarbojas spēks...

A. 0 līdz 2 N

B. 0 līdz 4 N

C. 2 N līdz 6 N

D. 4 Z līdz 8 Z

E. 6 Z līdz 8 Z

Diskusija

Gumija saglabās elastību, kamēr vien elastības konstante paliks nemainīga. Ja elastības konstante sāk mainīties, gumija sāk pārveidoties no elastīgas uz plastisku. Elastīga nozīmē, ka pēc stiepes spēka noņemšanas gumija atgriežas sākotnējā formā. Savukārt plastiska nozīmē, ka pēc stiepes spēka noņemšanas gumija neatgriežas sākotnējā formā.

Apskatiet iepriekš redzamo grafiku un izprotiet šādus aprēķinus:

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

Gumija mainīs savu plastiskumu, ja tai pieliks 6 līdz 8 ņūtonu spēku. Ja spēks būs lielāks par 8 ņūtoniem, gumija plīsīs.

20. Apskatiet zemāk redzamo grafiku, kas attēlo spēka ΔF un garuma palielinājuma Δx sakarību uz atsperes!
Balstoties uz grafiku, atspere saglabās elastību pie stiepes spēka….

A. 0 līdz 4 N
B. 0 līdz 8 N
C. 0 līdz 12 N
D. 8 Z līdz 12 Z
E. 8 Z līdz 16 Z

Diskusija
Atspere saglabās elastību, ja uz to joprojām attiecas Huka likums. Matemātiski Huka likumu izsaka ar formulu:
k = ΔF / Δx
Formulas apraksts:
k = elastības konstante, ΔF = spēks, Δx = atsperes garums

Hūka likums nosaka, ka atsperes spēka izmaiņu (ΔF) attiecība pret garuma izmaiņām (Δx) vienmēr ir nemainīga. Ja k vērtība mainās, Hūka likums vairs neattiecas uz atsperi, un tas norāda, ka atspere vairs nav elastīga.

Apskatiet iepriekš redzamo grafiku un izprotiet tālāk sniegtos aprēķinus.
k₁ = ΔF / Δx = 4 / 2 = 2
k₂ = ΔF / Δx = 8 / 4 = 2
k₃ = ΔF / Δx = 12 / 7 = 1,7

Atsperes konstante (k) ir nemainīga līdz 8 ņūtonu stiepes spēkam. Tāpēc atspere saglabās elastību pie stiepes spēka no 0 līdz 8 ņūtoniem.
Pareizā atbilde ir B.

21. Šajā grafikā parādīta sakarība starp gumijas lentes garuma Δx palielināšanos un spēku ΔF, ja to velk ar spēku. Pamatojoties uz grafiku, gumija mainīs savas plastiskās īpašības, kad uz to iedarbojas spēks...

A. 0 līdz 2 N
B. 0 līdz 4 N
C. 2 N līdz 6 N
D. 4 Z līdz 8 Z
E. 6 Z līdz 8 Z

Diskusija
Gumija saglabās elastību, kamēr vien elastības konstante paliks nemainīga. Ja elastības konstante sāk mainīties, gumija sāk pārveidoties no elastīgas uz plastisku. Elastīga nozīmē, ka pēc stiepes spēka noņemšanas gumija atgriežas sākotnējā formā. Savukārt plastiska nozīmē, ka pēc stiepes spēka noņemšanas gumija neatgriežas sākotnējā formā.

Apskatiet iepriekš redzamo grafiku un izprotiet šādus aprēķinus:
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

Gumija mainīs savu plastiskumu, ja tai pieliks 6 līdz 8 ņūtonu spēku. Ja spēks būs lielāks par 8 ņūtoniem, gumija plīsīs.

Pareizā atbilde ir E.

Elastības konstante

22. Aplūkojiet piecu gumijas riepu veidu A, B, C, D un E eksperimentālos datus, kuras tiek vilktas ar spēku F, palielinot to garumu. Gumijas riepa ar mazāko atsperes konstanti ir…
Diskusija

Hūka likuma formula :
k = F / Δx
Apraksts: k = elastības konstante, F = gaya, Δx = gumijas garuma palielināšanās
Gumijas elastības konstante:
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
Pareizā atbilde ir E.

23. No eksperimenta, lai noteiktu gumijas elastību, izmantojot riepu gumiju, iegūtie dati ir norādīti nākamajā tabulā. Var secināt, ka lielākā konstantā vērtība ir eksperimentā….
Diskusija
Hūka likuma formula:
k = F / Δx
Atsperes konstante:
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
Lielākā elastības konstante ir 320 Nm^-1.
Pareizā atbilde ir B.

Jautājuma avots:

Valsts eksāmena fizikas jautājumi vidusskolai/profesionālajai vidusskolai