Przykład pytań dotyczących elastyczności

21 przykładów pytań o elastyczność

Zwiększenie długości

1. Jednorodny pręt o długości L, ciągnięty siłą F, zwiększa swoją długość o ∆L.

Tak, aby wzrost długości wyniósł 4 ΔL, wartość siły rozciągającej wynosiła...

A. 1/4 F

B. 1/2 piętra

C. 2 F

D.4F

E. 16 F

Pembahasan

Wiadomo, że:

Siła rozciągająca 1 (F₁) = F

Zwiększenie długości 1 (∆L₁) = ∆L

Zwiększenie długości 2 (∆L₂) = 4 ΔL

Zapytano: Siła rozciągająca 2 (F₂)

Jawab:

Formuła prawna Hooke'a :

k = F / ΔL

Opis: k = stała sprężystości, F = siła rozciągająca, ΔL = wzrost długości

Zastosowano takie same pręty, więc stała sprężystości (k) jest taka sama.

k₁ = k₂

F₁ / ΔL₁ = F.₂ / ΔL₂

F / ΔL = F₂ / 4ΔL

F / 1 = F₂ / 4

F = F₂ / 4

F₂ = 4F

Prawidłowa odpowiedź to D.

2. Trzy identyczne sprężyny, każda o stałej sprężystości 200 N/m, ułożono jak na rysunku. Po przyłożeniu obciążenia 100 gramów (przyspieszenie grawitacyjne g = 10 m/s), długość zespołu sprężyn wydłużyła się o...

A. x = 0,50 cm

Szer. x = 0,75 cm

C. x = 0,85 cm

D. x = 1,00 cm

Np. x = 1,50 cm

Pembahasan

Wiadomo, że :

Masa ładunku (m) = 100 gramów = 0,1 kg

k₁ = k₂ = k₃ = 200 N/m

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

Zapytano :Wzrost całkowitej długości sprężyny ?

Odpowiedź :

Określanie stałej sprężyny zastępczej

Wiosna 2 (k₂) i wiosna 3 (k₃) ułożonych równolegle. Równoważna stała sprężystości wynosi:

k_p = k₂ +k₃ = 200 + 200 = 400 Nm^-1

Wiosna 1 (k₁) i sprężyny wymienne równoległe (k_P) ułożonych szeregowo. Równoważna stała sprężystości wynosi:

1/tys._s = 1/k_p + 1/tys.₁ = 1/400 + 1/200 = 1/400 + 2/400 = 3/400

k_s = 400/3 Nm^-1

Równoważna stała sprężyny dla szeregowo-równoległego układu sprężyn wynosi 400/3 Nm^-1

Określanie wzrostu długości sprężyny

Wzór prawa Hooke'a:

= F / k = w / k

Przyrost długości sprężyny wynosi:

= w / k

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

Prawidłowa odpowiedź to B.

Stała sprężyny

3. W eksperymencie dotyczącym sprężystości sprężyny uzyskano dane przedstawione w poniższej tabeli. Można wnioskować, że wartość stałej sprężystości wynosi...

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

Pembahasan

Wzór prawa Hooke'a:

k = F / Δx

Stała sprężystości:

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

Prawidłowa odpowiedź to C.

4. Trzy sprężyny ułożono tak, jak pokazano na poniższym rysunku. Jeżeli stała sprężystości k₁ = k₂ = 3 Nm^-1 i k³ = 6 Nm^-1, stała struktury sprężystej wynosi…..

A. 1 Nm^-1

B. 3 Nm^-1

C. 7,5 Nm^-1

D. 12 Nm^-1

E. 15 Nm^-1

Pembahasan

Wiadomo, że:

Stała sprężystości 1 (k₁) = stała sprężystości 2 (k₂) = 3 Nm^-1

Stała sprężystości 3 (k₃) = 6 Nm^-1

Zapytano: stała sprężystości (k)

Jawab:

Wiosna 1 (k₁) i wiosna 2 (k₂) ułożonych równolegle. Równoważna stała sprężystości wynosi:

k_p = k₁ +k₂ = 3 + 3 = 6 Nm^-1

Równoległa sprężyna wymienna (k_P) i wiosna 3 (k₃ ) ułożonych szeregowo. Równoważna stała sprężystości wynosi:

1/tys._s = 1/k_p + 1/tys. ₃ = 1/6 + 1/3 = 1/6 + 2/6 = 3/6

k_s = 6/2 = 3 Nm^-1

Równoważna stała sprężyny dla powyższego układu sprężyn szeregowo-równoległych wynosi 3 Nm^-1

Prawidłowa odpowiedź to B.

5. Sprężyna o długości L jest ciągnięta przez obciążenie w w sposób sekwencyjny, a uzyskane dane przedstawia poniższa tabela. Na podstawie danych z tabeli można stwierdzić, że wartość stałej sprężystości wynosi….

A. 300 Nm^-1

B. 500 Nm^-1

C. 600 Nm^-1

D. 800 Nm^-1

E. 1000 Nm^-1

Pembahasan

Wzór prawa Hooke'a:

k = F /

Stała sprężystości:

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

Prawidłowa odpowiedź to B.

6. Dane w poniższej tabeli eksperymentalnej przedstawiają wyniki eksperymentu dotyczącego sprężystości obiektów. W eksperymencie wykorzystano gumę z dętki motocyklowej. (g = 10 m/s)²). Na podstawie powyższej tabeli można stwierdzić, że guma ma stałą sprężystości równą….

A. 122 N/m

B. 96 N/m

C. 69 N/m

D. 56 N/m

E. 40 N/m

Pembahasan

Formuła Prawo Hooke'a :

k = F / = z / = mg /

Opis: k = stała elastyczności, w = powaga, m = masa, g = przyspieszenie spowodowane grawitacją, = wzrost długości gumy

Stała sprężystości:

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

Prawidłowa odpowiedź to E.

7. TŻebra sprężynowe są ułożone tak, jak pokazano na poniższym rysunku. Jeżeli stała sprężystości K₁ = 4K, wówczas wartość stałej sprężystości wynosi ….

A. 3/4K

B. 3K/4

C.4K/3

D.3K

E.4K

Pembahasan

Dwie sprężyny ułożone równolegle. Równoważna stała sprężystości dwóch sprężyn ułożonych równolegle wynosi:

k_p = K + K = 2K

Dwie sprężyny ułożone są szeregowo. Równoważna stała sprężystości dwóch sprężyn ułożonych szeregowo wynosi:

1/tys._s = 1/k_p + 1/K₁ = 1/2 tys. + 1/4 tys. = 2/4 tys. + 1/4 tys. = 3/4 tys.

k_s = 4K/3

Równoważna stała sprężyny dla powyższego układu sprężyn wynosi 4K/3

Prawidłowa odpowiedź to C.

8. Gumka o długości L jest zawieszona z obciążeniem w taki sposób, że uzyskane dane są takie jak w tabeli. Na podstawie tabeli można wywnioskować, że wartość stałej sprężystości wynosi….

A. 250 Nm^-1

B. 360 Nm^-1

C. 400 Nm^-1

D. 450 Nm^-1

E. 480 Nm^-1

Pembahasan

Wzór prawa Hooke'a:

k = F /

Stała sprężystości:

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

Prawidłowa odpowiedź to C.

9. Rozważ dane eksperymentalne dla pięciu rodzajów opon gumowych A, B, C, D i E, które są ciągnięte z siłą F, zwiększając ich długość. Opona gumowa o najmniejszej stałej sprężystości to…

Pembahasan

Wzór prawa Hooke'a:

k = F / Δx

Opis: k = stała sprężystości, F = siła, Δx = wzrost długości gumy

Stała sprężystości gumy:

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

Prawidłowa odpowiedź to E.

10. W wyniku eksperymentu mającego na celu określenie elastyczności gumy z wykorzystaniem gumy z opon uzyskano dane przedstawione w poniższej tabeli. Można wnioskować, że największą stałą wartością jest…

Pembahasan

Wzór prawa Hooke'a:

k = F / Δx

Stała sprężystości:

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

Największa stała sprężystości wynosi 320 Nm^-1.

Prawidłowa odpowiedź to B.

11. Poniższy wykres przedstawia zależność między zmianą obciążenia (ΔF) a wzrostem długości (ΔX), przy czym wykres pokazuje najmniejszą wartość stałej sprężystości...

Pembahasan

Wzór prawa Hooke'a

k = F / Δx

Keterangan:

Δx = wzrost długości, F = siła, k = stała sprężystości

Stała sprężystości

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

Prawidłowa odpowiedź to A.

12. Spójrz na poniższy wykres zależności między siłą (F) a wzrostem długości (ΔX)! Która z nich ma największą stałą sprężystości?

Pembahasan

Stała sprężystości

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

Prawidłowa odpowiedź to D.

Energia potencjalna wiosny

13. Wykres (Fx) przedstawia zależność między siłą a wzrostem długości sprężyny. Energia potencjalna sprężyny, na podstawie powyższego wykresu, wynosi...

A. 20 dżuli

B. 16 dżuli

C. 3,2 dżuli

D. 1,6 dżuli

E. 1,2 dżuli

Pembahasan

Wiadomo, że:

F = 40 N

x = 0,08 metra

Zapytano: Energia potencjalna wiosny

Jawab:

Stała sprężystości:

k = F / Δx = 40/0,08 = 500 N/m

Energia potencjalna sprężyny:

EP = 1/2 kx² = 1/2 (500)(0,08) = (250)(0,08) = 20 dżuli

Prawidłowa odpowiedź to A.

14. Sprężynie nadano obciążenie 2 kg, jak pokazano na poniższym rysunku. Jeśli długość sprężyny zwiększy się o 5 cm, a przyspieszenie grawitacyjne wyniesie 10 m/s,^-2, wówczas energia potencjalna sprężystości sprężyny wynosi...

A. 4,0 J

B. 3,0 J

C. 2,5 J

D.1,0 J

E. 0,5 J

Wiadomo, że :

Wzrost długości (Δx) = 5 cm = 0,05 metra

Przyspieszenie grawitacyjne (g) = 10 m/s²

Masa ładunku (m) = 2 kg

Masa ładunku (w) = mg = (2)(10) = 20 niutonów

Zapytano :Energia potencjalna gumy?

Wiadomo, że :

Wzrost długości (Δx) = 5 cm = 0,05 metra

Przyspieszenie grawitacyjne (g) = 10 m/s²

Masa ładunku (m) = 2 kg

Masa ładunku (w) = mg = (2)(10) = 20 niutonów

Zapytano :Energia potencjalna gumy?

15. Aby rozciągnąć sprężynę o 5 cm potrzebna jest siła 20 N. Energia potencjalna sprężyny po rozciągnięciu o 10 cm wynosi…

A. 2 dżuli

B. 4 dżuli

C. 20 dżuli

D. 12 500 dżuli

E. 25 000 dżuli

Pembahasan

Wiadomo, że :

Wzrost długości (Δx) = 5 cm = 0,05 metra

Siła (F) = 20 niutonów

Zapytano :EP sprężyny, gdy sprężyna rozciągnie się o 10 cm?

Odpowiedź :

Stała sprężystości:

k = F / Δx = 20 / 0,05 = 400 N/m

Energia potencjalna sprężyny przy Δx = 10 cm = 0,1 metra:

EP = ½ k Δx² = ½ (400)(0,1)² = (200)(0,01)

EP = 2 dżuli

Prawidłowa odpowiedź to A.

Berat Beban

16. 

A. 6 N

B. 12 N

C. 30 N

D.45 N

E. 60 N

Cztery identyczne sprężyny mają stałą sprężystości równą 800 Nm każda.^-1, ułożone szeregowo-równoległie (patrz rysunek). Zawieszony ładunek w powoduje zwiększenie całkowitej długości układu sprężyn o 5 cm. Ciężar ładunku w wynosi...

Pembahasan

Wiadomo, że :

k₁ = k₂ = k₃ = k₄ = 800 N·m^-1

= 5 cm = 0,05 m

Zapytano : masa ładunku (w) ?

Odpowiedź :

Określanie stałej sprężyny zastępczej

Wiosna 1 (k₁), wiosna 2 (k₂) i wiosna 3 (k₃) ułożonych równolegle. Równoważna stała sprężystości wynosi:

k_p = k₁ +k₂ +k₃ = 800 + 800 + 800 = 2400 Nm^-1

Równoległa sprężyna wymienna (k_P) i wiosna 4 (k₄) ułożonych szeregowo. Równoważna stała sprężystości wynosi:

1/tys._s = 1/k_p + 1/tys.₄ = 1/2400 + 1/800 = 1/2400 + 3/2400 = 4/2400

k_s = 2400/4 = 600 Nm^-1

Równoważna stała sprężyny dla powyższego układu sprężyn szeregowo-równoległych wynosi 600 Nm^-1

Określanie ciężaru ładunku

Wzór prawa Hooke'a:

F = k lub w = k

Masa ładunku wynosi:

w = (600 Nm^-1)(0,05 m) = 30 niutonów

Masa ładunku wynosi 30 niutonów.

Prawidłowa odpowiedź to C.

17. Cztery identyczne sprężyny, każda o stałej sprężystości 1600 N/m, są ułożone szeregowo i równolegle (patrz rysunek). Zawieszone obciążenie w powoduje, że układ sprężyn wydłuża się o 5 cm. Ciężar obciążenia w wynosi…

A. 60 N

B. 120 N

C. 300 N

D.450 N

E. 600 N

Pembahasan

Wiadomo, że :

k₁ = k₂ = k₃ = k₄ = 1600 N·m^-1

= 5 cm = 0,05 m

Zapytano : masa ładunku (w) ?

Odpowiedź :

Określanie stałej sprężyny zastępczej

Wiosna 1 (k₁), wiosna 2 (k₂) i wiosna 3 (k₃) ułożonych równolegle. Równoważna stała sprężystości wynosi:

k_P = k₁ +k₂ +k₃ = 1600 + 1600 + 1600 = 4800 Nm^-1

Równoległa sprężyna wymienna (k_P) i wiosna 4 (k₄) ułożonych szeregowo. Równoważna stała sprężystości wynosi:

1/tys._s = 1/k_p + 1/tys.₄ = 1/4800 + 1/1600 = 1/4800 + 3/4800 = 4/4800

k_s = 4800/4 = 1200 Nm^-1

Równoważna stała sprężyny dla szeregowo-równoległego układu sprężyn wynosi 1200 Nm^-1

Określanie ciężaru ładunku

Wzór prawa Hooke'a:

F = k lub w = k

Masa ładunku wynosi:

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

Masa ładunku wynosi 60 niutonów.

Prawidłowa odpowiedź to A.

Elastyczne i plastyczne

18. Spójrz na poniższy wykres zależności między siłą ΔF i wzrostem długości Δx sprężyny!

Zgodnie z wykresem sprężyna pozostanie sprężysta przy sile rozciągającej wynoszącej….

A. 0 do 4 N

B. 0 do 8 N

C. 0 do 12 N

D. 8 N do 12 N

E. 8 N do 16 N

Pembahasan

Sprężyna pozostanie sprężysta, jeśli nadal obowiązuje do niej prawo Hooke’a. Matematycznie prawo Hooke’a wyraża się wzorem:

k = ΔF / Δx

Opis formuły:

k = stała sprężystości, ΔF = siła, Δx = długość sprężyny

Prawo Hooke’a głosi, że stosunek zmiany siły (ΔF) do zmiany długości (Δx) sprężyny jest zawsze stały. Jeśli wartość k ulegnie zmianie, prawo Hooke’a przestaje obowiązywać dla sprężyny, co oznacza, że ​​sprężyna przestaje być sprężysta.

Przyjrzyj się powyższemu wykresowi i zrozum następujące obliczenia.

k₁ = ΔF / Δx = 4 / 2 = 2

k₂ = ΔF / Δx = 8 / 4 = 2

k₃ = ΔF / Δx = 12 / 7 = 1,7

Stała sprężystości (k) jest stała do siły rozciągającej 8 niutonów. Zatem sprężyna pozostanie sprężysta przy siłach rozciągających od 0 do 8 niutonów.

Prawidłowa odpowiedź to B.

19. Poniższy wykres przedstawia zależność między wzrostem długości Δx a siłą ΔF gumki pociąganej siłą. Zgodnie z wykresem, guma zmieni swoje właściwości plastyczne pod wpływem siły...

A. 0 do 2 N

B. 0 do 4 N

C. 2 N do 6 N

D. 4 N do 8 N

E. 6 N do 8 N

Pembahasan

Guma pozostanie sprężysta, dopóki stała sprężystości pozostaje stała. Jeśli stała sprężystości zacznie się zmieniać, guma zacznie przekształcać się ze sprężystej w plastyczną. Sprężystość oznacza, że ​​po ustąpieniu siły rozciągającej guma powraca do swojego pierwotnego kształtu. Natomiast plastyczność oznacza, że ​​po ustąpieniu siły rozciągającej guma nie powraca do swojego pierwotnego kształtu.

Przyjrzyj się powyższemu wykresowi i zrozum następujące obliczenia:

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

k₄ = ΔF / Δx = 8 / 12 = 0,6

Guma zmienia swoją plastyczność, gdy zostanie do niej przyłożona siła od 6 do 8 niutonów. Jeśli siła jest większa niż 8 niutonów, guma pęknie.

20. Spójrz na poniższy wykres zależności między siłą ΔF i wzrostem długości Δx sprężyny!
Zgodnie z wykresem sprężyna pozostanie sprężysta przy sile rozciągającej wynoszącej….

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

Pembahasan
Sprężyna pozostanie sprężysta, jeśli nadal obowiązuje do niej prawo Hooke’a. Matematycznie prawo Hooke’a wyraża się wzorem:
k = ΔF / Δx
Opis formuły:
k = stała sprężystości, ΔF = siła, Δx = długość sprężyny

Prawo Hooke’a głosi, że stosunek zmiany siły (ΔF) do zmiany długości (Δx) sprężyny jest zawsze stały. Jeśli wartość k ulegnie zmianie, prawo Hooke’a przestaje obowiązywać dla sprężyny, co oznacza, że ​​sprężyna przestaje być sprężysta.

Przyjrzyj się powyższemu wykresowi i zrozum następujące obliczenia.
k₁ = ΔF / Δx = 4 / 2 = 2
k₂ = ΔF / Δx = 8 / 4 = 2
k₃ = ΔF / Δx = 12 / 7 = 1,7

Stała sprężystości (k) jest stała do siły rozciągającej 8 niutonów. Zatem sprężyna pozostanie sprężysta przy siłach rozciągających od 0 do 8 niutonów.
Prawidłowa odpowiedź to B.

21. Poniższy wykres przedstawia zależność między wzrostem długości Δx a siłą ΔF gumki pociąganej siłą. Zgodnie z wykresem, guma zmieni swoje właściwości plastyczne pod wpływem siły...

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

Pembahasan
Guma pozostanie sprężysta, dopóki stała sprężystości pozostaje stała. Jeśli stała sprężystości zacznie się zmieniać, guma zacznie przekształcać się ze sprężystej w plastyczną. Sprężystość oznacza, że ​​po ustąpieniu siły rozciągającej guma powraca do swojego pierwotnego kształtu. Natomiast plastyczność oznacza, że ​​po ustąpieniu siły rozciągającej guma nie powraca do swojego pierwotnego kształtu.

Przyjrzyj się powyższemu wykresowi i zrozum następujące obliczenia:
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

Guma zmienia swoją plastyczność, gdy zostanie do niej przyłożona siła od 6 do 8 niutonów. Jeśli siła jest większa niż 8 niutonów, guma pęknie.

Prawidłowa odpowiedź to E.

Stała sprężystości

22. Przyjrzyj się danym eksperymentalnym pięciu rodzajów opon gumowych A, B, C, D i E, które są ciągnięte z siłą F, tak że ich długość wzrasta. Opona gumowa o najmniejszej stałej sprężystości to…
Pembahasan

Wzór prawa Hooke'a :
k = F / Δx
Opis: k = stała elastyczności, F = Gaya, Δx = wzrost długości gumy
Stała sprężystości gumy:
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
Prawidłowa odpowiedź to E.

23. Z eksperymentu mającego na celu określenie elastyczności gumy za pomocą gumy z opon uzyskano dane przedstawione w poniższej tabeli. Można wnioskować, że największą stałą wartością jest…
Pembahasan
Wzór prawa Hooke'a:
k = F / Δx
Stała sprężystości:
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
Największa stała sprężystości wynosi 320 Nm^-1.
Prawidłowa odpowiedź to B.

Źródło pytania:

Pytania z egzaminu państwowego z fizyki dla uczniów szkół ponadgimnazjalnych i zawodowych