Пүршний уян хатан потенциал энергийн жишээ

Пүршний уян хатан потенциал энергийн талаархи асуултуудын 5 жишээ

1. Пүршинд 2 кг ачаа өгч, босоо байрлалд тулгуур дээр өлгөв. Хэрэв пүрш 4 см-ээр уртасвал өөрчлөлт гарна. потенциал энерги Пүршний уян харимхай хүч нь ... g = 10 м/с байна.²
Хэлэлцүүлэг
Энэ нь мэдэгдэж байна :
Ачааллын масс (м) = 2 кг
Таталцлын хүчнээс үүдэлтэй хурдатгал (g) = 10 м/с²
Ачааллын жин (w) = мг = (2)(10) = 20 Ньютон
Пүршний уртын өсөлт (x) = 4 см = 0,04 метр
Асуусан Пүршний уян хатан потенциал энерги
Жаваб :
Формула Хукийн хууль нь F = kx, энд F = хүч, k = пүршний тогтмол ба x = пүршний уртын өсөлт. Хэрэв энэ бодлогод тохируулбал Гукийн хуулийн томъёог w = kx болгон өөрчилнө, энд w = таталцалПүршний тогтмолыг тооцоолохын тулд Гукийн хуулийн томъёог k = w / x болгон өөрчил. Тиймээс пүршний тогтмол нь k = w / x = 20 / 0,04 = 500 Ньютон/метр байна.
Пүршний уян хатан потенциал энергийн өөрчлөлт нь:
EP = ½ kx² = ½ (500)(0,04)² = (250)(0,0016) = 0,4 Жоул

Пүршний уян хатан потенциал энергийн өөрчлөлтийг мөн нэг томъёогоор тооцоолж болно:
EP = ½ kx² = ½ (өргөн / x) x² = ½ wx = ½ мгx
Тайлбар: w = ачааны жингийн хүч, m = ачааны масс, x = пүршний уртын өөрчлөлт.
EP = ½ (2)(10)(0,04) = (10)(0,04) = 0,4 Жоул.

2. Пүршийг 10 см сунгахад 50 Н хүч шаардлагатай. Пүршийг 12 см сунгахад шаардагдах уян хатан потенциал энерги нь...
Хэлэлцүүлэг
Энэ нь мэдэгдэж байна :
Пүршний уртын өсөлт (x) = 10 см = 0,1 метр
Хүч (F) = 50 Ньютон
Асуусан : пүршийг 12 см буюу 0,12 метр хүртэл сунгах пүршний уян хатан потенциал энерги.
Жаваб :
Хаврын тогтмол нь:
k = F / x = 50 / 0,1 = 500 Ньютон/метр
Ашигласан пүрш нь адилхан тул өмнөх тооцооллоор олж авсан пүршний тогтмолыг пүршийг 0,12 метрээр сунгахын тулд пүршний уян хатан потенциал энергийг тооцоолоход ашигладаг.
EP = ½ kx² = ½ (500)(0,12)² = (250)(0,0144) = 3,6 Жоуль.

3. Доорх графикт хүч (F) ба пүршний уртын өсөлт (x)-ийн хоорондын хамаарлыг харуулав. Хэрэв пүрш 10 см-ээр гажсан бол пүршний уян харимхай потенциал энерги нь ...

Хэлэлцүүлэг
Энэ нь мэдэгдэж байна :
Хүч (F) = 5 Ньютон
Пүршний уртын өсөлт (x) = 2 см = 0,02 метр
Асуусан : пүрш 10 см буюу 0,1 метрээр гажсан тохиолдолд пүршийн потенциал энерги.
Жаваб :
Пүршийн тогтмол:
k = F / x = 5 / 0,02 = 250 Ньютон/метр
Хэрэв пүрш 0,1 метрээр гажсан бол пүршний потенциал энерги:
EP = ½ kx² = ½ (250)(0,1)² = (125)(0,01) = 1,25 Жоуль.

Уян хатан потенциал энерги
4. Дараах зурагт үзүүлсэн шиг пүршинд 2 кг ачаа өгөгдсөн. Хэрэв пүршний урт 5 см-ээр нэмэгдвэл таталцлын улмаас үүссэн хурдатгал дэлхий 10 мс^-2, тэгвэл пүршний уян хатан потенциал энерги нь ... байна.
А. 4,0 Ж
Б. 3,0 Ж
C. 2,5 Ж
D. 1,0 Ж
Е. 0,5 Ж
Хэлэлцүүлэг
Энэ нь мэдэгдэж байна :
Уртын өсөлт (Δx) = 5 см = 0,05 метр
Таталцлын хүчнээс үүдэлтэй хурдатгал (g) = 10 м/с²
Ачааллын масс (м) = 2 кг
Ачааллын жин (w) = мг = (2)(10) = 20 Ньютон
Асуусан Резиний потенциал энерги?
Жаваб :
Эхлээд Хүүкийн хуулийн томъёог ашиглан пүршний уян хатан тогтмолыг тооцоолно уу:
k = w / Δx = 20 / 0,05 = 400 Н/м
Пүршний уян хатан потенциал энерги нь:
EP = ½ k Δx² = ½ (400)(0,05)² = (200)(0,0025)
EP = 0,5 Жоуль
Зөв хариулт нь Е.

5. Пүршийг 5 см-ээр сунгахад 20 Н хүч шаардлагатай. Пүрш 10 см-ээр сунах үеийн потенциал энерги нь...
А. 2 Жоуль
Б. 4 Жоуль
C. 20 Жоуль
D. 50 Жоуль
Е. 100 Жоуль
Хэлэлцүүлэг
Энэ нь мэдэгдэж байна :
Уртын өсөлт (Δx) = 5 см = 0,05 метр
Хүч (F) = 20 Ньютон
Асуусан Пүрш 10 см сунах үед пүршний EP?
Жаваб :
Пүршийн тогтмол:
k = F / Δx = 20 / 0,05 = 400 Н/м
Δx = 10 см = 0,1 метр байх үеийн пүршний потенциал энерги:
EP = ½ k Δx² = ½ (400)(0,1)² = (200)(0,01)
EP = 2 Жоуль
Зөв хариулт нь А.