Hūka likuma piemērs

9 Hūka likuma jautājumu piemēri

1. Spēka (F) un garuma palielinājuma (x) savstarpējās attiecības grafiks ir parādīts zemāk esošajā attēlā. Atsperes konstante, pamatojoties uz grafiku, ir…
Diskusija
Formula Hūka likums :
k = F / x
Informācija:
F = spēks (starptautiskā mērvienība ir Ņūtons, saīsināti N)
k = atsperes konstante (starptautiskā mērvienība ir ņūtons/metrs, saīsināti N/m)
x = garuma pieaugums (starptautiskā mērvienība ir metri, saīsināti m)
 
Atsperes konstante pamatojoties uz iepriekš minēto grafiku, ir šāds:
k = 10 / 0,02 = 20 / 0,04
k = 500 N/m²

2. Eksperimentā , lai noteiktu atsperes konstanti , iegūtie dati ir parādīti tabulā zemāk. Atsperes konstante, pamatojoties uz tabulas datiem, ir…

Diskusija
Atsperes konstante pamatojoties uz tabulā sniegtajiem datiem, ir šāds:
k = F / x
k = 5 / 0,01 = 10 / 0,02 = 15 / 0,03 = 20 / 0,04
k = 500 N/m²

3. Atsperu A un B sākotnējais garums ir attiecīgi 60 cm un 90 cm, un tās tiek vilktas ar vienādu spēku. Atsperes A konstante ir 100 N/m, un atsperes B konstante ir 200 N/m. Atsperes A un atsperes B garuma pieauguma attiecība ir...
Diskusija
Ir zināms, ka:
Atsperes konstante A (k_A) = 100 N/m
Atsperes konstante B (k_B) = 200 N/m
Spēks, kas velk atsperi A (F_A) = F
Spēks, kas velk atsperi B (F_B) = F
Jautāts: atsperes A un atsperes B garuma pieauguma attiecība (x_A :x_B)
Atbilde:
Formula atsperes garuma palielināšanai :
x = F / k
Atsperes A garuma palielināšanās:
x_A =F_A /k_A = F / 100
Atsperes B garuma palielināšanās:
x_B =F_B /k_B = F / 200
Atsperes A un atsperes B garuma palielinājuma salīdzinājums :
x_A :x_B
F/100: F/200
1 / 100 : 1 / 200
1 / 1 : 1 / 2
2: 1
Piezīme: atsperes sākotnējais garums aprēķinā nav iekļauts. Hūka likuma formulā x ir garuma pieaugums, nevis sākotnējais garums.

4. Vada sākotnējais garums ir 20 cm. Kad to pavelk ar gaya 10 ņūtoniem stieples garums palielinās par 2 cm. Lai garuma palielinājums būtu 6 cm, stiepes spēka lielums ir...
Diskusija
Ir zināms, ka:
Stiepes spēks (F) = 10 ņūtoni
Vadu garuma palielinājums (x) = 2 cm = 0,02 metri
Jautāts: stiepes spēka (F) lielums, ja stieples garums palielinās par 6 cm jeb 0,06 metriem.
Atbilde:
Vadu konstante :
k = F / x
k = 10 / 0,02 = 500 N/m
Stiepes spēka F lielums, ja stieples garums palielinās par 0,06 metriem :
F = kx
F = (500)(0,06) = 30 ņūtoni

5. 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
k_D = F / Δx = 3 / 5 = 0,6
k_E = F / Δx = 2 / 4 = 0,5
Pareizā atbilde ir A.

6. Apskatiet grafiku, kas attēlo sakarību starp gaya (F) ar sekojošo garuma palielinājumu (ΔX)! Kuram no tiem ir vislielākā 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
k_D = F / Δx = 500 / 0,1 = 5000
k_E = F / Δx = 500 / 10 = 50
Pareizā atbilde ir D.

7. Atsperes garums, kad tai tiek doti 160 grami, palielinās par 4 cm. Ja trīs vienādas atsperes ir izvietotas, kā parādīts attēlā, kopējais atsperu garuma pieaugums ir...

A. 2 cm

Dziļums 3 cm

Aptuveni 6 cm

D. 7 cm

10 cm

Diskusija

Ir zināms, ka:

Garuma pieaugums ( Δx) = 4 cm = 0,04 metri

Masa (m) = 160 grami = 0,16 kg

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

Svars (w) = mg = ( 0,16)(10) = 1,6 ņūtoni

Jautājums: Atsperes kopējā garuma palielināšanās ( Δx) , ja tā ir novietota, kā parādīts attēlā?

Atbilde:

Vispirms aprēķiniet atsperes elastības konstanti, izmantojot Hūka likuma formulu:

k = w / Δx = 1,6 / 0,04 = 40 N/m

Trīs atsperes ir līdzīgas, tāpēc tām ir vienāda konstante (k), proti, 40 N/m.

Aprēķiniet aizvietošanas konstanti:

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

k23 = k2 ₊ k3 ₌ 40 + 40 = 80 N/ _m

Atspere 1 (k1 ₎ un rezerves atspere (k23 ₎ ir savienotas virknē. Rezerves atsperes konstante ir:

1/k = 1/k³ ₊ 1/k³ ₌ 1/40 + 1/80 = 2/80 + 1/80 = 1/80

k = 80/3

Aprēķiniet atsperes kopējā garuma pieaugumu, izmantojot Hūka likuma formulu:

Δx = w / k = 1,6 : 80/3 = (1,6)(3/80) = 4,8/80 = 0,06 metri = 6 cm

Pareizā atbilde ir C.

8. Trīs identiskas atsperes ir izvietotas, kā parādīts attēlā. Ja atsperes konstante k1 ₌ k2 ₌ k3 ₌ 300 Nm⁻¹ ^, tad atsperes izkārtojums palielināsies garumā par... (g = 10 ms⁻² ⁾.

A. 0,1 m

B. 0,2 m

Aptuveni 0,4 m

D. 0,5 m

E. 0,8 m

Diskusija

Ir zināms, ka:

Atsperes konstante k1 ₌ k2 ₌ k3 ₌ 300 Nm ^-1

Brīvās krišanas paātrinājums (g) = 10 ms ^-2

Kravas masa (m) = 2 kg

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

Jautājums: Atsperes mezgla garuma palielināšanās ( Δx)

Atbilde:

Aprēķiniet aizvietošanas konstanti:

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

k12 = k1 ₊ k2 ₌ 300 + 300 = 600 N/ _m

Atspere 3 (k3 ₎ un rezerves atspere (k12 ₎ ir savienotas virknē. Rezerves atsperes konstante ir:

1/k = 1/k³ ₊ 1/k³ ₌ 1/300 + 1/600 = 2/600 + 1/600 = 3/600

k = 600/3 = 200 N/m

Aprēķiniet atsperes kopējā garuma pieaugumu, izmantojot Hūka likuma formulu:

Δx = w / k = 20/200 = 2/20 = 1/10 = 0,1 metrs

Pareizā atbilde ir A.

9. Trīs atsperes ir izvietotas, kā parādīts nākamajā attēlā. Ja atsperes konstante k = 50 Nm ^-1 un uz atsperu sistēmas ir piekārta 400 gramu slodze, tad atsperu sistēmas garuma palielinājums ir...

A. 2 cm

Dziļums 4 cm

Aptuveni 8 cm

D. 16 cm

50 cm

Diskusija

Ir zināms, ka:

Atsperes konstante 1 (k² ₎ = k = 50 ^Nm⁻¹

Atsperes konstante 2 (k² ₎ = k = 50 ^Nm⁻¹

Atsperes konstante 3 (k³ ₎ = 2k = 2 (50 Nm⁻¹ ⁾ = 100 ^Nm⁻¹

Kravas masa (m) = 400 grami = 0,4 kg

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

Slodzes svars (w) = mg = (0,4)(10) = 4 ņūtoni

Jautājums: Atsperes mezgla garuma palielināšanās ( Δx)

Atbilde:

Aprēķiniet aizvietošanas konstanti:

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

k12 = k1 ₊ k2 ₌ 50 + 50 = 100 N/ _m

Atspere 3 (k3 ₎ un rezerves atspere (k12 ₎ ir savienotas virknē. Rezerves atsperes konstante ir:

1/k = 1/k³ ₊ 1/k³ ₌ 1/100 + 1/100 = 2/100

k = 100/2 = 50 N/m

Aprēķiniet atsperes mezgla garuma pieaugumu, izmantojot Hūka likuma formulu:

Δx = w / k = 4 / 50 = = 0,08 metri = 8 cm

Pareizā atbilde ir C.

Jautājuma avots:

Valsts eksāmena fizikas jautājumi vidusskolai/profesionālajai vidusskolai