Primer elastične potencialne energije vzmeti

5 primerov vprašanj o elastični potencialni energiji vzmeti

1. Vzmet obremenimo z 2 kg in jo navpično obesimo na stojalo. Če se vzmet podaljša za 4 cm, se bo spremenila potencialna energija Elastična sila vzmeti je ... g = 10 m/s²
Razprava
Znano je :
Masa bremena (m) = 2 kg
Pospešek zaradi gravitacije (g) = 10 m/s²
Teža bremena (w) = mg = (2)(10) = 20 Newtonov
Povečanje dolžine vzmeti (x) = 4 cm = 0,04 metra
Vprašal Elastična potencialna energija vzmeti
Jawab :
Formula Hookejev zakon je F = kx, kjer je F = sila, k = konstanta vzmeti in x = povečanje dolžine vzmeti. Če se prilagodi temu problemu, se formula Hookejevega zakona spremeni v w = kx, kjer je w = gravitacijaZa izračun konstante vzmeti spremenimo formulo Hookejevega zakona v k = w / x. Konstanta vzmeti je torej k = w / x = 20 / 0,04 = 500 Newtonov/meter.
Sprememba elastične potencialne energije vzmeti je:
EP = ½ kx² = ½ (500)(0,04)² = (250)(0,0016) = 0,4 Joulov

Spremembo elastične potencialne energije vzmeti lahko izračunamo tudi z eno samo formulo:
EP = ½ kx² = ½ (š / x) x² = ½ šx = ½ mgx
Opis: w = teža bremena, m = masa bremena, x = sprememba dolžine vzmeti.
EP = ½ (2)(10)(0,04) = (10)(0,04) = 0,4 Joula.

2. Za razteg vzmeti za 10 cm je potrebna sila 50 N. Elastična potencialna energija, potrebna za razteg vzmeti za 12 cm, je…
Razprava
Znano je :
Povečanje dolžine vzmeti (x) = 10 cm = 0,1 metra
Sila (F) = 50 Newtonov
Vprašal : elastična potencialna energija vzmeti, ki jo je treba raztegniti za 12 cm ali 0,12 metra.
Jawab :
Konstanta vzmeti je:
k = F / x = 50 / 0,1 = 500 Newtonov/meter
Uporabljena vzmet je enaka, zato se konstanta vzmeti, dobljena v prejšnjem izračunu, uporabi za izračun elastične potencialne energije vzmeti za razteg vzmeti za 0,12 metra.
EP = ½ kx² = ½ (500)(0,12)² = (250)(0,0144) = 3,6 Joula.

3. Spodnji graf prikazuje razmerje med silo (F) in povečanjem dolžine vzmeti (x). Če se vzmet deformira za 10 cm, je elastična potencialna energija vzmeti ...

Razprava
Znano je :
Sila (F) = 5 Newtonov
Povečanje dolžine vzmeti (x) = 2 cm = 0,02 metra
Vprašal : potencialna energija vzmeti, če je vzmet deformirana za 10 cm ali 0,1 metra.
Jawab :
Konstanta vzmeti:
k = F / x = 5 / 0,02 = 250 Newtonov/meter
Potencialna energija vzmeti, če je vzmet deformirana za 0,1 metra:
EP = ½ kx² = ½ (250)(0,1)² = (125)(0,01) = 1,25 Joula.

Elastična potencialna energija
4. Vzmet je obremenjena z 2 kg, kot je prikazano na naslednji sliki. Če se dolžina vzmeti poveča za 5 cm in pospešek zaradi gravitacije zemlja 10 ms^-2, potem je elastična potencialna energija vzmeti ...
A. 4,0 J
B. 3,0 J
Približno 2,5 J
D. 1,0 J
E. 0,5 J
Razprava
Znano je :
Povečanje dolžine (Δx) = 5 cm = 0,05 metra
Pospešek zaradi gravitacije (g) = 10 m/s²
Masa bremena (m) = 2 kg
Teža bremena (w) = mg = (2)(10) = 20 Newtonov
Vprašal Potencialna energija gume?
Jawab :
Najprej izračunajte elastično konstanto vzmeti z uporabo Hookejeve formule:
k = w / Δx = 20 / 0,05 = 400 N/m
Elastična potencialna energija vzmeti je:
EP = ½ k Δx² = ½ (400)(0,05)² = (200)(0,0025)
EP = 0,5 Joulov
Pravilen odgovor je E.

5. Za razteg vzmeti za 5 cm je potrebna sila 20 N. Potencialna energija vzmeti, ko se raztegne za 10 cm, je…
A. 2 joulov
B. 4 džulov
C. 20 joulov
D. 50 joulov
E. 100 joulov
Razprava
Znano je :
Povečanje dolžine (Δx) = 5 cm = 0,05 metra
Sila (F) = 20 Newtonov
Vprašal EP vzmeti, ko se vzmet raztegne za 10 cm?
Jawab :
Konstanta vzmeti:
k = F / Δx = 20 / 0,05 = 400 N/m
Potencialna energija vzmeti pri Δx = 10 cm = 0,1 metra:
EP = ½ k Δx² = ½ (400)(0,1)² = (200)(0,01)
EP = 2 Joulov
Pravilen odgovor je A.