Voorbeelden van vragen over elasticiteit

21 voorbeelden van vragen over elasticiteit

Lengtevergroting

1. Een homogene staaf met lengte L, die met een kracht F wordt getrokken, neemt in lengte toe met ∆L.

Zodat de lengtetoename 4 ΔL wordt, is de grootte van de trekkracht...

A. 1/4 F

B. 1/2 F

C. 2 F

D. 4 F

E. 16 F

Discussie

Het is bekend dat:

Trekkracht 1 (F ₁ ) = F

Toename in lengte 1 (∆L ₁ ) = ∆L

Toename in lengte 2 (∆L ₂ ) = 4 ∆L

Vraag: Trekkracht 2 (F ₂ )

Antwoord :

De formule van de wet van Hooke:

k = F / ΔL

Beschrijving: k = elasticiteitsconstante, F = trekkracht, ΔL = lengtetoename

De gebruikte staven zijn identiek, waardoor de elasticiteitsconstante (k) gelijk is.

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

Het juiste antwoord is D.

2. Drie identieke veren met een veerconstante van 200 N/m zijn opgesteld zoals weergegeven. Wanneer er een belasting van 100 gram op wordt uitgeoefend (zwaartekrachtversnelling g = 10 m/s²), is de toename in lengte van de veerconstructie...

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

Discussie

Het is bekend dat :

Belastingmassa (m) = 100 gram = 0,1 kg

k ₁ = k ₂ = k ₃ = 200 N/m

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

gevraagd : Toename van de totale lengte van de veer ?

Antwoord :

Het bepalen van de vervangende veerconstante

Lente 2 (k₂) en veer 3 (k₃) parallel geschakeld. De equivalente veerconstante is:

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

Veer 1 (k ₁ ) en de parallelle vervangingsveer (k _P ) zijn in serie geschakeld. De veerconstante van de vervangingsveer is:

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

De equivalente veerconstante voor de serie-parallelle veeropstelling is 400/3 Nm ^-1

Het bepalen van de toename in veerlengte

De formule van de wet van Hooke:

= F / k = w / k

De toename in de lengte van de veer is:

= w / k

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

Het juiste antwoord is B.

Veerconstante

3. Bij een experiment naar de elasticiteit van een veer werden de gegevens verkregen zoals weergegeven in de onderstaande tabel. Hieruit kan worden geconcludeerd dat de waarde van de veerconstante is….

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

Discussie

De formule van de wet van Hooke:

k = F / Δx

Veerconstante:

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

Het juiste antwoord is C.

4. Drie veren zijn opgesteld zoals weergegeven in de volgende afbeelding. Als de veerconstanten k ₁ = k ₂ = 3 Nm ⁻¹ en k ³ = 6 Nm ⁻¹ zijn, wat is dan de veerconstante…..

A. 1 Nm^-1

B. 3 Nm ⁻¹

C. 7,5 Nm ⁻¹

D. 12 Nm ⁻¹

E. 15 Nm ⁻¹

Discussie

Het is bekend dat:

Veerconstante 1 (k ₁ ) = veerconstante 2 (k ₂ ) = 3 Nm ⁻¹

Veerconstante 3 (k ₃ ) = 6 Nm ⁻¹

Gevraagd: veerconstante (k)

Antwoord :

Veer 1 (k ₁ ) en veer 2 (k ₂ ) zijn parallel geschakeld. De equivalente veerconstante is:

k _p = k ₁ + k ₂ = 3 + 3 = 6 Nm ⁻¹

De parallelle vervangingsveer (k _P ) en veer 3 (k ₃ ) zijn in serie geschakeld. De vervangingsveerconstante is:

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

De equivalente veerconstante voor de bovenstaande serie-parallelle veeropstelling is 3 Nm⁻¹^.

Het juiste antwoord is B.

5. Een veer met lengte L wordt herhaaldelijk belast met een kracht w. De verkregen gegevens staan ​​in de volgende tabel. Op basis van de tabelgegevens kan worden geconcludeerd dat de grootte van de veerconstante ... is.

A. 300 Nm^-1

B. 500 Nm ^-1

C. 600 Nm ^-1

D. 800 Nm ^-1

E. 1000 Nm ^-1

Discussie

De formule van de wet van Hooke:

k = F /

Veerconstante:

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

Het juiste antwoord is B.

6. De gegevens in de volgende experimentele tabel zijn de resultaten van een experiment met betrekking tot de elasticiteit van objecten. In het experiment werd als rubbermateriaal een binnenband van een motorfiets gebruikt (g = 10 m/s² ⁾ . Op basis van bovenstaande tabel kan worden geconcludeerd dat het rubbermateriaal een elasticiteitsconstante heeft van….

A. 122 N/m

B. 96 N/m

C. 69 N/m

D. 56 N/m

E. 40 N/m

Discussie

De formule van de wet van Hooke :

k = F / = w / = mg /

Beschrijving: k = elasticiteitsconstante, w = zwaartekracht, m = massa, g = versnelling als gevolg van de zwaartekracht, = toename in lengte van het rubber

Veerconstante:

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

Het juiste antwoord is E.

7. Drie veren zijn opgesteld zoals weergegeven in de volgende afbeelding. Als de veerconstante K1 ₌ 4K, dan is de waarde van de veeropstellingsconstante ….

A. 3/4K

B. 3K/4

C. 4K/3

D. 3K

E. 4K

Discussie

Twee veren parallel geschakeld. De equivalente veerconstante van de twee parallel geschakelde veren is:

k _p = K + K = 2K

Twee veren zijn in serie geschakeld. De equivalente veerconstante van de twee in serie geschakelde veren is:

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

k _s = 4K/3

De equivalente veerconstante voor de bovenstaande veerconstructie is 4K/3.

Het juiste antwoord is C.

8. Aan een elastische band met lengte L wordt een last bevestigd, zodanig dat de verkregen gegevens overeenkomen met de tabel. Op basis van de tabel kan worden geconcludeerd dat de veerconstante gelijk is aan ….

A. 250 Nm^-1

B. 360 Nm ^—1

C. 400 Nm ^—1

D. 450 Nm ^—1

E. 480 Nm ^—1

Discussie

De formule van de wet van Hooke:

k = F /

Veerconstante:

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

Het juiste antwoord is C.

9. Bekijk de experimentele gegevens van vijf soorten rubberbanden A, B, C, D en E die met een kracht F worden uitgerekt, waardoor hun lengte toeneemt. De rubberband met de kleinste veerconstante is…

Discussie

De formule van de wet van Hooke:

k = F / Δx

Beschrijving: k = elasticiteitsconstante, F = kracht, Δx = toename in lengte van het rubber

Elasticiteitsconstante van rubber:

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

Het juiste antwoord is E.

10. Uit het experiment om de elasticiteit van rubber te bepalen met behulp van bandenrubber zijn de gegevens verkregen zoals weergegeven in de volgende tabel. Hieruit kan worden geconcludeerd dat de grootste constante waarde het experiment betreft….

Discussie

De formule van de wet van Hooke:

k = F / Δx

Veerconstante:

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

De grootste elastische constante is 320 ^Nm⁻¹.

Het juiste antwoord is B.

11. De onderstaande grafiek toont het verband tussen de verandering in belasting (ΔF) en de toename in lengte (ΔX), de grafiek die de kleinste waarde van de elastische constante weergeeft...

Discussie

De formule van de wet van Hooke

k = F / Δx

Informatie :

Δx = toename in lengte, F = kracht, k = elastische constante

Elasticiteitsconstante

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

Het juiste antwoord is A.

12. Bekijk de grafiek hieronder die het verband weergeeft tussen kracht (F) en lengtetoename (ΔX)! Welke heeft de grootste elasticiteitsconstante?

Discussie

Elasticiteitsconstante

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

Het juiste antwoord is D.

Potentiële energie van de veer

13. De grafiek (Fx) toont het verband tussen de kracht en de toename in lengte van de veer. De grootte van de potentiële energie van de veer, gebaseerd op de bovenstaande grafiek, is...

A. 20 joules

B. 16 joules

C. 3,2 joule

D. 1,6 joule

E. 1,2 joules

Discussie

Het is bekend dat:

F = 40 N

x = 0,08 meter

Vraag: Potentiële energie van de veer

Antwoord :

Veerconstante:

k = F / Δx = 40/0,08 = 500 N/m

Potentiële energie van de veer:

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

Het juiste antwoord is A.

14. Een veer krijgt een belasting van 2 kg, zoals weergegeven in de volgende afbeelding. Als de lengte van de veer met 5 cm toeneemt en de zwaartekrachtversnelling 10 ms⁻² bedraagt ^, dan is de elastische potentiële energie van de veer...

A. 4,0 J

B. 3,0 J

C. 2,5 J

D. 1,0 J

E. 0,5 J

Het is bekend dat :

Toename in lengte (Δx) = 5 cm = 0,05 meter

Versnelling als gevolg van de zwaartekracht (g) = 10 m/ ^s²

Massa van de lading (m) = 2 kg

Belastingsgewicht (w) = mg = (2)(10) = 20 Newton

Vraag : Potentiële energie van rubber?

Het is bekend dat :

Toename in lengte (Δx) = 5 cm = 0,05 meter

Versnelling als gevolg van de zwaartekracht (g) = 10 m/ ^s²

Massa van de lading (m) = 2 kg

Belastingsgewicht (w) = mg = (2)(10) = 20 Newton

Vraag : Potentiële energie van rubber?

15. Om een ​​veer 5 cm uit te rekken, is een kracht van 20 N nodig. De potentiële energie van de veer wanneer deze 10 cm wordt uitgerekt is…

A. 2 Joule

B. 4 Joule

C. 20 Joule

D. 50 Joule

E. 100 Joule

Discussie

Het is bekend dat :

Toename in lengte (Δx) = 5 cm = 0,05 meter

Kracht (F) = 20 Newton

Vraag : Wat is de EP (Equivalent Power) van de veer wanneer deze 10 cm uitrekt?

Antwoord :

Veerconstante:

k = F / Δx = 20 / 0,05 = 400 N/m

De potentiële energie van de veer wanneer Δx = 10 cm = 0,1 meter:

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

EP = 2 Joule

Het juiste antwoord is A.

Laadgewicht

16. 

A. 6 N

B. 12 N

C. 30 N

D. 45 N

O. 60 N

Vier identieke veren, elk met een elasticiteitsconstante van 800 Nm⁻¹ ^, zijn in serie en parallel geschakeld (zie figuur). Een hangende last w zorgt ervoor dat het veersysteem in totaal 5 cm in lengte toeneemt. Het gewicht van de last w is…

Discussie

Het is bekend dat :

k ₁ = k ₂ = k ₃ = k ₄ = 800 N m ⁻¹

= 5 cm = 0,05 m

Gevraagd : gewicht van de lading (w)?

Antwoord :

Het bepalen van de vervangende veerconstante

Lente 1 (k₁), lente 2 (k₂) en veer 3 (k₃) parallel geschakeld. De equivalente veerconstante is:

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

De parallelle vervangingsveer (k _P ) en de 4 veren (k ₄ ) zijn in serie geschakeld. De vervangingsveerconstante is:

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

De equivalente veerconstante voor de bovenstaande serie-parallelle veeropstelling is 600 Nm⁻¹^.

Het gewicht van de lading bepalen

De formule van de wet van Hooke:

F = k of w = k

Het gewicht van de lading is:

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

Het gewicht van de last bedraagt ​​30 Newton.

Het juiste antwoord is C.

17. Vier identieke veren, elk met een elasticiteitsconstante van 1600 N/m, zijn in serie en parallel geschakeld (zie figuur). De opgehangen last w zorgt ervoor dat het veersysteem in totaal 5 cm langer wordt. Het gewicht van de last w is….

A. 60 N

B. 120 N

C. 300 N

D. 450 N

O. 600 N

Discussie

Het is bekend dat :

k ₁ = k ₂ = k ₃ = k ₄ = 1600 N m ⁻¹

= 5 cm = 0,05 m

Gevraagd : gewicht van de lading (w)?

Antwoord :

Het bepalen van de vervangende veerconstante

Veer 1 (k ₁ ), veer 2 (k ₂ ) en veer 3 (k ₃ ) zijn parallel geschakeld. De equivalente veerconstante is:

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

De parallelle vervangingsveer (k _P ) en de 4 veren (k ₄ ) zijn in serie geschakeld. De vervangingsveerconstante is:

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

De equivalente veerconstante voor de serie-parallelle veeropstelling is 1200 Nm⁻¹^.

Het gewicht van de lading bepalen

De formule van de wet van Hooke:

F = k of w = k

Het gewicht van de lading is:

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

Het gewicht van de last bedraagt ​​60 Newton.

Het juiste antwoord is A.

Elastisch en plastic

18. Bekijk de grafiek hieronder die het verband weergeeft tussen de kracht ΔF en de lengtetoename Δx van een veer!

Op basis van de grafiek blijft de veer elastisch bij een trekkracht van….

A. 0 tot 4 N

B. 0 tot 8 N

C. 0 tot 12 N

D. 8 N tot 12 N

O. 8 N tot 16 N

Discussie

Een veer blijft elastisch als de wet van Hooke er nog steeds op van toepassing is. Mathematisch gezien wordt de wet van Hooke uitgedrukt door de formule:

k = ΔF / Δx

Formulebeschrijving:

k = elasticiteitsconstante, ΔF = kracht, Δx = veerlengte

De wet van Hooke stelt dat de verhouding tussen de verandering in kracht (ΔF) en de verandering in lengte (Δx) van een veer altijd constant is. Als de waarde van k verandert, is de wet van Hooke niet langer van toepassing op de veer en dit betekent dat de veer niet langer elastisch is.

Bekijk de bovenstaande grafiek en probeer de volgende berekeningen te begrijpen.

k ₁ = ΔF / Δx = 4 / 2 = 2

k ₂ = ΔF / Δx = 8 / 4 = 2

k ₃ = ΔF / Δx = 12 / 7 = 1,7

De veerconstante (k) blijft constant tot een trekkracht van 8 Newton. De veer blijft dus elastisch bij trekkrachten van 0 tot 8 Newton.

Het juiste antwoord is B.

19. De volgende grafiek toont het verband tussen de lengtetoename Δx en de kracht ΔF van een stuk rubber dat met een kracht wordt uitgerekt. Op basis van de grafiek zal het rubber zijn plastische eigenschappen veranderen wanneer er een kracht op het rubber inwerkt...

A. 0 tot 2 N

B. 0 tot 4 N

C. 2 N tot 6 N

D. 4 N tot 8 N

O. 6 N tot 8 N

Discussie

Rubber blijft elastisch zolang de elasticiteitsconstante constant blijft. Als de elasticiteitsconstante verandert, verandert het rubber van elastisch naar plastisch. Elastisch betekent dat het rubber na het verwijderen van de trekkracht terugkeert naar zijn oorspronkelijke vorm. Plastisch betekent daarentegen dat het rubber na het verwijderen van de trekkracht niet terugkeert naar zijn oorspronkelijke vorm.

Bekijk de bovenstaande grafiek en probeer de volgende berekeningen te begrijpen:

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

Rubber verandert van plasticiteit wanneer er een kracht van 6 tot 8 Newton op wordt uitgeoefend. Als de kracht groter is dan 8 Newton, zal het rubber breken.

20. Bekijk de grafiek hieronder die het verband weergeeft tussen de kracht ΔF en de lengtetoename Δx van een veer!
Op basis van de grafiek blijft de veer elastisch bij een trekkracht van….

A. 0 tot 4 N
B. 0 tot 8 N
C. 0 tot 12 N
D. 8 N tot 12 N
O. 8 N tot 16 N

Discussie
Een veer blijft elastisch als de wet van Hooke er nog steeds op van toepassing is. Mathematisch gezien wordt de wet van Hooke uitgedrukt door de formule:
k = ΔF / Δx
Formulebeschrijving:
k = elasticiteitsconstante, ΔF = kracht, Δx = veerlengte

De wet van Hooke stelt dat de verhouding tussen de verandering in kracht (ΔF) en de verandering in lengte (Δx) van een veer altijd constant is. Als de waarde van k verandert, is de wet van Hooke niet langer van toepassing op de veer en dit betekent dat de veer niet langer elastisch is.

Bekijk de bovenstaande grafiek en probeer de volgende berekeningen te begrijpen.
k₁ = ΔF / Δx = 4 / 2 = 2
k₂ = ΔF / Δx = 8 / 4 = 2
k₃ = ΔF / Δx = 12 / 7 = 1,7

De veerconstante (k) blijft constant tot een trekkracht van 8 Newton. De veer blijft dus elastisch bij trekkrachten van 0 tot 8 Newton.
Het juiste antwoord is B.

21. De volgende grafiek toont het verband tussen de lengtetoename Δx en de kracht ΔF van een elastiekje dat met een bepaalde kracht wordt uitgerekt. Op basis van de grafiek verandert het rubber van plasticiteit wanneer er een kracht op inwerkt...

A. 0 tot 2 N
B. 0 tot 4 N
C. 2 N tot 6 N
D. 4 N tot 8 N
O. 6 N tot 8 N

Discussie
Rubber blijft elastisch zolang de elasticiteitsconstante constant blijft. Als de elasticiteitsconstante verandert, verandert het rubber van elastisch naar plastisch. Elastisch betekent dat het rubber na het verwijderen van de trekkracht terugkeert naar zijn oorspronkelijke vorm. Plastisch betekent daarentegen dat het rubber na het verwijderen van de trekkracht niet terugkeert naar zijn oorspronkelijke vorm.

Bekijk de bovenstaande grafiek en probeer de volgende berekeningen te begrijpen:
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

Rubber verandert van plasticiteit wanneer er een kracht van 6 tot 8 Newton op wordt uitgeoefend. Als de kracht groter is dan 8 Newton, zal het rubber breken.

Het juiste antwoord is E.

Elasticiteitsconstante

22. Bekijk de experimentele gegevens van vijf typen rubberbanden A, B, C, D en E die met een kracht F worden uitgerekt, waardoor hun lengte toeneemt. De rubberband met de kleinste veerconstante is…
Discussie

De formule van de wet van Hooke :
k = F / Δx
Beschrijving: k = elasticiteitsconstante, F = gaya, Δx = toename in lengte van het rubber
Elasticiteitsconstante van rubber:
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
Het juiste antwoord is E.

23. Uit het experiment om de elasticiteit van rubber te bepalen met behulp van bandenrubber zijn de gegevens verkregen zoals weergegeven in de volgende tabel. Hieruit kan worden geconcludeerd dat de grootste constante waarde het experiment betreft….
Discussie
De formule van de wet van Hooke:
k = F / Δx
Veerconstante:
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
De grootste elastische constante is 320 Nm.^-1.
Het juiste antwoord is B.

Bron van de vraag:

Natuurkundevragen voor het nationale eindexamen voor de bovenbouw van het voortgezet onderwijs/beroepsonderwijs.