Mfano wa sheria ya Hooke

Mifano 9 ya Maswali ya Sheria ya Hooke

1. Grafu ya uhusiano kati ya nguvu (F) na ongezeko la urefu (x) inaonyeshwa kwenye picha iliyo hapa chini. Kigezo cha chemchemi kulingana na grafu ni…
Majadiliano
Fomula Sheria ya Hooke :
k = F / x
Taarifa:
F = nguvu (kitengo cha kimataifa ni Newton, kifupi N)
k = kigezo cha chemchemi (kitengo cha kimataifa ni Newton/mita, kifupi N/m)
x = ongezeko la urefu (kitengo cha kimataifa ni mita, kifupi m)
 
Kigezo cha majira ya kuchipua Kulingana na grafu hapo juu, yafuatayo ni:
k = 10 / 0,02 = 20 / 0,04
k = 500 N/m

2. Katika jaribio la kubaini kigezo cha chemchemi , data iliyopatikana ni kama inavyoonyeshwa kwenye jedwali lililo hapa chini. Kigezo cha chemchemi kulingana na data iliyo kwenye jedwali ni…

Majadiliano
Kigezo cha majira ya kuchipua Kulingana na data iliyo kwenye jedwali, ni:
k = F / x
k = 5 / 0,01 = 10 / 0,02 = 15 / 0,03 = 20 / 0,04
k = 500 N/m

3. Springi A na B mtawalia zina urefu wa awali wa sentimita 60 na sentimita 90 na huvutwa kwa nguvu sawa. Kigezo cha chemchemi cha A ni 100 N/m na kigezo cha chemchemi cha B ni 200 N/m. Uwiano wa ongezeko la urefu wa springi A na springi B ni...
Majadiliano
Inajulikana kwamba:
Kigezo cha majira ya kuchipua A (k)_A) = 100 N/m
Kigezo cha majira ya kuchipua B (k)_B) = 200 N/m
Nguvu inayovuta chemchemi A (F)_A) = F
Nguvu inayovuta chemchemi B (F)_B) = F
Alipoulizwa: uwiano wa ongezeko la urefu wa chemchemi A na chemchemi B (x_A : x_B)
Jibu:
Fomula ya kuongeza urefu wa chemchemi :
x = F / k
Kuongezeka kwa urefu wa chemchemi A:
x_A =F_A / k_A = F / 100
Kuongezeka kwa urefu wa chemchemi B:
x_B =F_B / k_B = F / 200
Ulinganisho wa ongezeko la urefu wa chemchemi A na chemchemi B :
x_A : x_B
F/100: F/200
1/100: 1/200
1/1: 1/2
2: 1
Kumbuka: urefu wa awali wa chemchemi haujajumuishwa katika hesabu. x katika fomula ya sheria ya Hooke ni ongezeko la urefu, si urefu wa awali.

4. Waya ina urefu wa awali wa sentimita 20. Inapovutwa na gaya Newton 10, waya huongezeka kwa urefu wa sentimita 2. Ili ongezeko la urefu liwe sentimita 6, ukubwa wa nguvu ya mvutano ni...
Majadiliano
Inajulikana kwamba:
Nguvu ya mvutano (F) = 10 Newton
Ongezeko la urefu wa waya (x) = 2 cm = mita 0,02
Aliuliza: ukubwa wa nguvu ya mvutano (F) ikiwa waya itaongezeka kwa urefu kwa sentimita 6 au mita 0,06.
Jibu:
Kigezo cha waya :
k = F / x
k = 10 / 0,02 = 500 N/m
Ukubwa wa nguvu ya mvutano F ikiwa urefu wa waya utaongezeka kwa mita 0,06 :
F = kx
F = (500)(0,06) = Newton 30

5. Grafu iliyo hapa chini inaonyesha uhusiano kati ya mabadiliko katika mzigo (ΔF) na ongezeko la urefu (ΔX), grafu inayoonyesha thamani ndogo zaidi ya kigezo cha elastic...
Majadiliano

Fomula ya sheria ya Hooke
k = F / Δx
Taarifa:
Δx = ongezeko la urefu, F = nguvu, k = kigezo cha elastic
Unyumbufu usiobadilika
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
Jibu sahihi ni A.

6. Angalia grafu ya uhusiano kati ya gaya (F) hadi ongezeko lifuatalo la urefu (ΔX)! Ni ipi iliyo na kigezo kikubwa zaidi cha elastic?
Majadiliano
Unyumbufu usiobadilika
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
Jibu sahihi ni D.

7. Chemchemi ikipewa gramu 160 huongezeka urefu kwa sentimita 4. Chemchemi tatu zinazofanana zinapopangwa kama inavyoonyeshwa kwenye mchoro, ongezeko la jumla la urefu wa chemchemi ni...

A. 2 cm

B. 3 cm

C. 6 cm

D. 7 cm

E. 10 cm

Majadiliano

Inajulikana kwamba:

Ongezeko la urefu ( Δx) = 4 cm = mita 0,04

Uzito (m) = gramu 160 = kilo 0,16

Kuongeza kasi kutokana na uvutano (g) = 10 m/s ²

Uzito (w) = mg = ( 0,16)(10) = 1,6 Newton

Swali: Ongezeko la urefu wa jumla wa chemchemi ( Δx) ikiwa imepangwa kama inavyoonyeshwa kwenye picha

Jibu:

Kwanza, hesabu kigezo cha elastic cha chemchemi kwa kutumia fomula ya sheria ya Hooke:

k = w / Δx = 1,6 / 0,04 = 40 N/m

Chemchemi hizo tatu zinafanana kwa hivyo zina kigezo sawa (k), yaani 40 N/m.

Hesabu kigezo cha uingizwaji:

Spring 2 (k ₂ ) na spring 3 (k ₃ ) zimepangwa sambamba. Kigezo sawa cha spring ni:

k ₂₃ = k ₂ + k ₃ = 40 + 40 = 80 N/m

Chemchemi ya 1 (k ₁ ) na chemchemi mbadala (k ₂₃ ) zimepangwa mfululizo. Kigezo cha chemchemi mbadala ni:

1/k = 1/k ₁ + 1/k ₂₃ = 1/40 + 1/80 = 2/80 + 1/80 = 3/80

k = 80/3

Hesabu ongezeko la urefu wa jumla wa chemchemi kwa kutumia fomula ya sheria ya Hooke:

Δx = w / k = 1,6 : 80/3 = (1,6)(3/80) = 4,8/80 = mita 0,06 = sentimita 6

Jibu sahihi ni C.

8. Chemchemi tatu zinazofanana zimepangwa kama inavyoonyeshwa kwenye mchoro. Ikiwa kigezo cha chemchemi k ₁ = k ₂ = k ₃ = 300 Nm ^-1 basi mpangilio wa chemchemi utapata ongezeko la urefu wa... (g = 10 ms ^-2 ).

A. mita 0,1

B. mita 0,2

C. 0,4 m

D. mita 0,5

M. mita 0,8

Majadiliano

Inajulikana kwamba:

Kigezo cha chemchemi k ₁ = k ₂ = k ₃ = 300 Nm ^-1

Kuongeza kasi kutokana na mvuto (g) = 10 ms ^-2

Uzito wa mzigo (m) = kilo 2

Uzito wa mzigo (w) = mg = (2)(10) = 20 Newton

Swali: Ongezeko la urefu wa mkusanyiko wa chemchemi ( Δx)

Jibu:

Hesabu kigezo cha uingizwaji:

Spring 1 (k ₁ ) na spring 2 (k ₂ ) zimepangwa sambamba. Kigezo sawa cha spring ni:

k ₁₂ = k ₁ + k ₂ = 300 + 300 = 600 N/m

Chemchemi ya 3 (k ₃ ) na chemchemi mbadala (k ₁₂ ) zimepangwa mfululizo. Kigezo cha chemchemi mbadala ni:

1/k = 1/k ₃ + 1/k ₁₂ = 1/300 + 1/600 = 2/600 + 1/600 = 3/600

k = 600/3 = 200 N/m

Hesabu ongezeko la urefu wa jumla wa chemchemi kwa kutumia fomula ya sheria ya Hooke:

Δx = w / k = 20/200 = 2/20 = 1/10 = mita 0,1

Jibu sahihi ni A.

9. Chemchem tatu zimepangwa kama inavyoonyeshwa kwenye mchoro ufuatao. Ikiwa kigezo cha chemchemi k = 50 Nm ^-1 na mzigo wa gramu 400 umewekwa kwenye mpangilio wa chemchemi, basi ongezeko la urefu wa mpangilio wa chemchemi ni...

A. 2 cm

B. 4 cm

C. 8 cm

D. 16 cm

E. 50 cm

Majadiliano

Inajulikana kwamba:

Kigezo cha chemchemi 1 (k ₁ ) = k = 50 Nm ^-1

Kigezo cha chemchemi 2 (k ₂ ) = k = 50 Nm ^-1

Kigezo cha chemchemi 3 (k ₃ ) = 2k = 2 (50 Nm ^-1 ) = 100 Nm ^-1

Uzito wa mzigo (m) = gramu 400 = kilo 0,4

Kuongeza kasi kutokana na uvutano (g) = 10 m/s ²

Uzito wa mzigo (w) = mg = (0,4)(10) = 4 Newton

Swali: Ongezeko la urefu wa mkusanyiko wa chemchemi ( Δx)

Jibu:

Hesabu kigezo cha uingizwaji:

Spring 1 (k ₁ ) na spring 2 (k ₂ ) zimepangwa sambamba. Kigezo sawa cha spring ni:

k ₁₂ = k ₁ + k ₂ = 50 + 50 = 100 N/m

Chemchemi ya 3 (k ₃ ) na chemchemi mbadala (k ₁₂ ) zimepangwa mfululizo. Kigezo cha chemchemi mbadala ni:

1/k = 1/k ₃ + 1/k ₁₂ = 1/100 + 1/100 = 2/100

k = 100/2 = 50 N/m

Hesabu ongezeko la urefu wa mkutano wa majira ya kuchipua kwa kutumia fomula ya sheria ya Hooke:

Δx = w / k = 4 / 50 = = mita 0,08 = sentimita 8

Jibu sahihi ni C.

Chanzo cha swali:

Maswali ya Fizikia ya Mtihani wa Kitaifa kwa Shule ya Upili ya Wazee/Shule ya Upili ya Ufundi