Shembull i energjisë potenciale elastike të një sustë

5 Shembuj pyetjesh mbi energjinë potenciale elastike të sustave

1. Një sustë i jepet një ngarkesë prej 2 kg dhe varet vertikalisht në një mbështetëse. Nëse susta zgjatet me 4 cm, atëherë ndryshimi në energji potenciale Forca elastike e sustës është… g = 10 m/s²
Diskutim
Dihet :
Masa e ngarkesës (m) = 2 kg
Përshpejtimi për shkak të gravitetit (g) = 10 m/s²
Pesha e ngarkesës (w) = mg = (2)(10) = 20 Njuton
Rritja e gjatësisë së sustës (x) = 4 cm = 0,04 metra
Pyeti Energjia potenciale elastike e sustës
Xhevab :
Formula Ligji i Hooke-ut është F = kx, ku F = forca, k = konstantja e sustës dhe x = rritja e gjatësisë së sustës. Nëse përshtatet me këtë problem, atëherë formula e ligjit të Hukut ndryshohet në w = kx, ku w = gravitetiPër të llogaritur konstanten e sustës, ndryshoni formulën e ligjit të Hukut në k = w / x. Pra, konstantja e sustës është k = w / x = 20 / 0,04 = 500 Njuton/metër.
Ndryshimi në energjinë potenciale elastike të sustës është:
EP = ½ kx² = ½ (500)(0,04)² = (250)(0,0016) = 0,4 Xhaul

Ndryshimi në energjinë potenciale elastike të një sustë mund të llogaritet gjithashtu duke përdorur një formulë të vetme:
EP = ½ kx² = ½ (w / x) x² = ½ wx = ½ mgx
Përshkrim: w = forca e peshës së ngarkesës, m = masa e ngarkesës, x = ndryshimi në gjatësinë e sustës.
EP = ½ (2)(10)(0,04) = (10)(0,04) = 0,4 Xhaul.

2. Për të shtrirë një sustë 10 cm, kërkohet një forcë prej 50 N. Energjia potenciale elastike e nevojshme për të shtrirë sustën 12 cm është…
Diskutim
Dihet :
Rritja e gjatësisë së sustës (x) = 10 cm = 0,1 metra
Forca (F) = 50 Njuton
Pyeti : energjia potenciale elastike e sustës për ta shtrirë atë deri në 12 cm ose 0,12 metra.
Xhevab :
Konstantja e sustës është:
k = F / x = 50 / 0,1 = 500 Njuton/metër
Susta e përdorur është e njëjtë, prandaj konstanta e sustës e marrë në llogaritjen e mëparshme përdoret për të llogaritur energjinë potenciale elastike të sustës për ta shtrirë atë me 0,12 metra.
EP = ½ kx² = ½ (500)(0,12)² = (250)(0,0144) = 3,6 Xhaul.

3. Grafiku më poshtë tregon marrëdhënien midis forcës (F) dhe rritjes së gjatësisë së sustës (x). Nëse susta shtrembërohet me 10 cm, atëherë energjia potenciale elastike e sustës është…

Diskutim
Dihet :
Forca (F) = 5 Njuton
Rritja e gjatësisë së sustës (x) = 2 cm = 0,02 metra
Pyeti : energjia potenciale e sustës nëse susta është e shtrembëruar me 10 cm ose 0,1 metra.
Xhevab :
Konstantja e sustës:
k = F / x = 5 / 0,02 = 250 Njuton/metër
Energjia potenciale e sustës nëse susta shtrembërohet me 0,1 metra:
EP = ½ kx² = ½ (250)(0,1)² = (125)(0,01) = 1,25 Xhaul.

Energjia Potenciale Elastike
4. Një sustë i jepet një ngarkesë prej 2 kg siç tregohet në figurën e mëposhtme. Nëse susta rritet në gjatësi prej 5 cm dhe nxitimi për shkak të gravitetit tokë 10 ms^-2, atëherë energjia potenciale elastike e sustës është ...
A. 4,0 J
B. 3,0 J
Rreth 2,5 J
D. 1,0 J
E. 0,5 J
Diskutim
Dihet :
Rritja në gjatësi (Δx) = 5 cm = 0,05 metra
Përshpejtimi për shkak të gravitetit (g) = 10 m/s²
Masa e ngarkesës (m) = 2 kg
Pesha e ngarkesës (w) = mg = (2)(10) = 20 Njuton
Pyeti Energjia potenciale e gomës?
Xhevab :
Së pari, llogaritni konstanten e elasticitetit të sustës duke përdorur formulën e ligjit të Hooke-ut:
k = w / Δx = 20 / 0,05 = 400 N/m
Energjia potenciale elastike e sustës është:
EP = ½ k Δx² = ½ (400)(0,05)² = (200)(0,0025)
EP = 0,5 Xhaul
Përgjigja e saktë është E.

5. Për të shtrirë një sustë 5 cm, kërkohet një forcë prej 20 N. Energjia potenciale e sustës kur ajo shtrihet 10 cm është…
A. 2 Xhaul
B. 4 Xhaul
Rreth 20 xhaul
D. 50 Xhaul
E. 100 xhaul
Diskutim
Dihet :
Rritja në gjatësi (Δx) = 5 cm = 0,05 metra
Forca (F) = 20 Njuton
Pyeti EP e sustës kur susta shtrihet 10 cm?
Xhevab :
Konstantja e sustës:
k = F / Δx = 20 / 0,05 = 400 N/m
Energjia potenciale e sustës kur Δx = 10 cm = 0,1 metra:
EP = ½ k Δx² = ½ (400)(0,1)² = (200)(0,01)
EP = 2 Xhaul
Përgjigja e saktë është A.