ตัวอย่างคำถามเกี่ยวกับความยืดหยุ่น

21 ตัวอย่างคำถามเกี่ยวกับความยืดหยุ่น

การเพิ่มความยาว

1. แท่งเนื้อเดียวกันยาว L เมื่อถูกดึงด้วยแรง F จะมีความยาวเพิ่มขึ้น ∆L

เพื่อให้ความยาวที่เพิ่มขึ้นเป็น 4 ΔL ขนาดของแรงดึงคือ...

ก. 1/4 ฟ.

บี. 1/2 เอฟ

ซี. 2 เอฟ

ง. 4 ฟ.

อี. 16 เอฟ

การอภิปราย

เป็นที่ทราบกันว่า:

แรงดึง 1 (F ₁ ) = F

การเพิ่มความยาว 1 (∆L ₁ ) = ∆L

ความยาวที่เพิ่มขึ้น 2 (∆L ₂ ) = 4 ∆L

คำถาม:แรงดึง 2 (F ₂ )

คำตอบ :

สูตรกฎของฮุค:

k = F / ΔL

คำอธิบาย: k = ค่าคงที่ความยืดหยุ่น, F = แรงดึง, ΔL = ความยาวที่เพิ่มขึ้น

แท่งที่ใช้มีลักษณะเหมือนกัน ดังนั้นค่าคงที่ความยืดหยุ่น (k) จึงเท่ากัน

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

คำตอบที่ถูกต้องคือ D.

2. สปริงสามตัวที่เหมือนกันทุกประการ แต่ละตัวมีค่าคงที่สปริง 200 นิวตัน/เมตร วางเรียงกันดังแสดงในรูป เมื่อรับน้ำหนัก 100 กรัม (ความเร่งโน้มถ่วง g = 10 ม./วินาที²) ความยาวของชุดสปริงจะเพิ่มขึ้นเท่าใด...

A. x = 0,50 ซม.

B. x = 0,75 ซม.

C. x = 0,85 ซม.

D. x = 1,00 ซม.

E. x = 1,50 ซม.

การอภิปราย

เป็นที่ทราบกันว่า :

มวลของสิ่งของ (เมตร) = 100 กรัม = 0,1 กิโลกรัม

k ₁ = k ₂ = k ₃ = 200 N/m

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

ถาม : เพิ่มความยาวโดยรวมของสปริง ?

คำตอบ :

การหาค่าคงที่สปริงทดแทน

ฤดูใบไม้ผลิ 2 (k)₂) และฤดูใบไม้ผลิ 3 (k₃) จัดเรียงแบบขนาน ค่าคงที่สปริงที่เทียบเท่าคือ:

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

สปริง 1 (k ₁ ) และสปริงทดแทนแบบขนาน (k _P ) ต่ออนุกรมกัน ค่าคงที่ของสปริงทดแทนคือ:

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

ค่าคงที่สปริงเทียบเท่าสำหรับการจัดเรียงสปริงแบบอนุกรม-ขนานคือ 400/3 Nm ^-1

การหาค่าการเพิ่มขึ้นของความยาวสปริง

สูตรกฎของฮุค:

= F / k = w / k

ความยาวของสปริงที่เพิ่มขึ้นคือ:

= w / k

= 1 : 400/3 = 1 x 3/400 = 3/400 = 0,0075 เมตร = 0,75 เซนติเมตร

คำตอบที่ถูกต้องคือ B.

ค่าคงที่สปริง

3. ในการทดลองเกี่ยวกับความยืดหยุ่นของสปริง ได้ข้อมูลดังแสดงในตารางด้านล่าง สามารถสรุปได้ว่า ค่าคงที่ของสปริงคือ…

ก. 1.002 นิวตันเมตร

B. 1.201 นิวตันเมตร

C. 1.225 N/m

ง. 1.245 นิวตันเมตร

E. 1.250 N/m

การอภิปราย

สูตรกฎของฮุค:

k = F / Δx

ค่าคงที่สปริง:

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

คำตอบที่ถูกต้องคือ C.

4. สปริงสามตัววางเรียงกันดังแสดงในรูปต่อไปนี้ ถ้าค่าคงที่ของสปริง k ₁ = k ₂ = 3 Nm ⁻¹และ k ³ = 6 Nm ⁻¹ค่าคงที่ของสปริงคือ…..

ก. 1 นิวตันเมตร^-1

B. 3 Nm ⁻¹

C. 7,5 Nm ⁻¹

ง. 12 นิวตันเมตร^⁻¹

E. 15 Nm ⁻¹

การอภิปราย

เป็นที่ทราบกันว่า:

ค่าคงที่สปริง 1 (k ₁ ) = ค่าคงที่สปริง 2 (k ₂ ) = 3 Nm ⁻¹

ค่าคงที่สปริง 3 (k ₃ ) = 6 Nm ⁻¹

ถาม:ค่าคงที่สปริง (k)

คำตอบ :

สปริง 1 (k ₁ ) และสปริง 2 (k ₂ ) ต่อขนานกัน ค่าคงที่สปริงที่เทียบเท่าคือ:

k _p = k ₁ + k ₂ = 3 + 3 = 6 Nm ⁻¹

สปริงทดแทนแบบขนาน (k _P ) และสปริง 3 (k ₃ ) ถูกจัดเรียงแบบอนุกรม ค่าคงที่ของสปริงทดแทนคือ:

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

ค่าคงที่สปริงเทียบเท่าสำหรับการจัดเรียงสปริงแบบอนุกรม-ขนานข้างต้นคือ 3 Nm ⁻¹

คำตอบที่ถูกต้องคือ B.

5. สปริงที่มีความยาว L ถูกดึงด้วยแรง w อย่างต่อเนื่อง และข้อมูลที่ได้แสดงดังตารางต่อไปนี้ จากข้อมูลในตาราง สรุปได้ว่าค่าคงที่ของสปริงมีขนาดเท่าใด…

ก. 300 นิวตันเมตร^-1

B. 500 นิวตันเมตร^-1

C. 600 Nm ^-1

ง. 800 นิวตันเมตร^-1

E. 1000 Nm ^-1

การอภิปราย

สูตรกฎของฮุค:

k = F /

ค่าคงที่สปริง:

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

คำตอบที่ถูกต้องคือ B.

6. ข้อมูลในตารางทดลองต่อไปนี้เป็นผลจากการทดลองที่เกี่ยวข้องกับความยืดหยุ่นของวัตถุ ในการทดลองนี้ วัสดุยางที่ใช้คือยางในรถจักรยานยนต์ (g = 10 m/s² ⁾จากตารางข้างต้น สรุปได้ว่าวัสดุยางมีค่าคงที่ความยืดหยุ่นเท่ากับ…

ก. 122 นิวตันเมตร

B. 96 นิวตันเมตร

C. 69 N/m

ง. 56 นิวตันเมตร

E. 40 N/m

การอภิปราย

สูตรกฎของฮุค :

k = F / = w / = มก. /

คำอธิบาย: k = ค่าคงที่ความยืดหยุ่น, w = แรงโน้มถ่วง, m = มวล, g = ความเร่งเนื่องจากแรงโน้มถ่วง, = ความยาวของยางเพิ่มขึ้น

ค่าคงที่สปริง:

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

คำตอบที่ถูกต้องคือ E.

7. สปริงสามตัวถูกจัดเรียงดังแสดงในรูปต่อไปนี้ ถ้าค่าคงที่ของสปริง K1 ₌ 4K แล้วค่าคงที่ของการจัดเรียงสปริงคือ …

ก. 3/4K

บี. 3K/4

ค. 4K/3

ดี. 3เค

อี. 4K

การอภิปราย

สปริงสองตัววางขนานกัน ค่าคงที่สปริงสมมูลของสปริงสองตัวที่วางขนานกันนี้คือ:

k _p = K + K = 2K

สปริงสองตัวต่อกันแบบอนุกรม ค่าคงที่สปริงเทียบเท่าของสปริงสองตัวที่ต่อกันแบบอนุกรมนี้คือ:

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

k _s = 4K/3

ค่าคงที่สปริงเทียบเท่าสำหรับการจัดเรียงสปริงข้างต้นคือ 4K/3

คำตอบที่ถูกต้องคือ C.

8. ยางรัดเส้นหนึ่งมีความยาว L ถูกแขวนไว้โดยมีน้ำหนักถ่วง และได้ข้อมูลที่แสดงในตาราง จากตารางนี้ สรุปได้ว่า ค่าคงที่ของสปริงมีขนาดเท่าใด…

ก. 250 นิวตันเมตร^-1

B. 360 นิวตันเมตร^—1

C. 400 Nm ^—1

ง. 450 นิวตันเมตร^—1

E. 480 Nm ^—1

การอภิปราย

สูตรกฎของฮุค:

k = F /

ค่าคงที่สปริง:

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

คำตอบที่ถูกต้องคือ C.

9. สังเกตข้อมูลการทดลองของยางรถยนต์ 5 ชนิด ได้แก่ A, B, C, D และ E ที่ถูกดึงด้วยแรง F จนความยาวเพิ่มขึ้น ยางรถยนต์ที่มีค่าคงที่สปริงน้อยที่สุดคือ…

การอภิปราย

สูตรกฎของฮุค:

k = F / Δx

คำอธิบาย: k = ค่าคงที่ความยืดหยุ่น, F = แรง, Δx = การเพิ่มขึ้นของความยาวของยาง

ค่าคงที่ความยืดหยุ่นของยาง:

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

คำตอบที่ถูกต้องคือ E.

10. จากการทดลองหาค่าความยืดหยุ่นของยางโดยใช้ยางจากล้อรถยนต์ ข้อมูลที่ได้แสดงไว้ในตารางต่อไปนี้ สรุปได้ว่าค่าคงที่ที่มากที่สุดคือค่าที่ได้จากการทดลอง…

การอภิปราย

สูตรกฎของฮุค:

k = F / Δx

ค่าคงที่สปริง:

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

ค่าคง ที่ความยืดหยุ่นสูงสุดคือ 320 ^Nm⁻¹

คำตอบที่ถูกต้องคือ B.

11. กราฟด้านล่างแสดงความสัมพันธ์ระหว่างการเปลี่ยนแปลงของภาระ (ΔF) และการเพิ่มขึ้นของความยาว (ΔX) โดยกราฟที่แสดงค่าคงที่ความยืดหยุ่นที่น้อยที่สุด...

การอภิปราย

สูตรกฎของฮุค

k = F / Δx

ข้อสังเกต:

Δx = การเพิ่มขึ้นของความยาว, F = แรง, k = ค่าคงที่ความยืดหยุ่น

ค่าคงที่ความยืดหยุ่น

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

คำตอบที่ถูกต้องคือ A.

12. ดูที่กราฟแสดงความสัมพันธ์ระหว่างแรง (F) และการเปลี่ยนแปลงความยาว (ΔX) ด้านล่าง! อันไหนมีค่าคงที่ความยืดหยุ่นมากที่สุด?

การอภิปราย

ค่าคงที่ความยืดหยุ่น

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

คำตอบที่ถูกต้องคือ D.

พลังงานศักย์ฤดูใบไม้ผลิ

13. กราฟ (Fx) แสดงความสัมพันธ์ระหว่างแรงและการเพิ่มขึ้นของความยาวของสปริง ขนาดของพลังงานศักย์ของสปริงโดยพิจารณาจากกราฟข้างต้นคือ...

ก. 20 จูล

ข. 16 จูล

C. 3,2 จูล

ง. 1,6 จูล

E. 1,2 จูล

การอภิปราย

เป็นที่ทราบกันว่า:

F = 40 น

x = 0,08 เมตร

คำถาม:พลังงานศักย์ของสปริง

คำตอบ :

ค่าคงที่สปริง:

k = F / Δx = 40/0,08 = 500 N/m

พลังงานศักยภาพของสปริง:

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

คำตอบที่ถูกต้องคือ A.

14. สปริงรับน้ำหนัก 2 กิโลกรัม ดังแสดงในรูปต่อไปนี้ ถ้าสปริงมีความยาวเพิ่มขึ้น 5 เซนติเมตร และความเร่งเนื่องจากแรงโน้มถ่วงเท่ากับ 10 ms⁻² ^{พลังงานศักย์}ยืดหยุ่นของสปริงคือ...

เอ. 4,0 จูล

บี. 3,0 จูล

ซี. 2,5 จูล

ง. 1,0 จ.

อี. 0,5 จูล

เป็นที่ทราบกันว่า :

ความยาวที่เพิ่มขึ้น (Δx) = 5 ซม. = 0,05 เมตร

ความเร่งเนื่องจากแรงโน้มถ่วง (g) = 10 m/ ^s²

มวลของสิ่งของ (เมตร) = 2 กิโลกรัม

น้ำหนักบรรทุก (w) = mg = (2)(10) = 20 นิวตัน

คำถาม : พลังงานศักยภาพของยาง?

เป็นที่ทราบกันว่า :

ความยาวที่เพิ่มขึ้น (Δx) = 5 ซม. = 0,05 เมตร

ความเร่งเนื่องจากแรงโน้มถ่วง (g) = 10 m/ ^s²

มวลของสิ่งของ (เมตร) = 2 กิโลกรัม

น้ำหนักบรรทุก (w) = mg = (2)(10) = 20 นิวตัน

คำถาม : พลังงานศักยภาพของยาง?

15. ในการยืดสปริง 5 เซนติเมตร ต้องใช้แรง 20 นิวตัน พลังงานศักย์ของสปริงเมื่อมันยืดออก 10 เซนติเมตรคือ…

ก. 2 จูล

ข. 4 จูล

C. 20 จูล

ง. 50 จูล

100 จูล

การอภิปราย

เป็นที่ทราบกันว่า :

ความยาวที่เพิ่มขึ้น (Δx) = 5 ซม. = 0,05 เมตร

แรง (F) = 20 นิวตัน

คำถาม : ค่า EP ของสปริงคือเท่าใดเมื่อสปริงยืดออก 10 เซนติเมตร?

คำตอบ :

ค่าคงที่สปริง:

k = F / Δx = 20 / 0,05 = 400 N/m

พลังงานศักย์ของสปริงเมื่อ Δx = 10 ซม. = 0,1 เมตร:

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

EP = 2 จูล

คำตอบที่ถูกต้องคือ A.

เบรัต เบบัน

16. 

ก. 6 เอ็น

บี. 12 เอ็น

ซี. 30 เอ็น

ง. 45 เอ็น

ตะวันออก 60 เหนือ

สปริงสี่ตัวที่เหมือนกันทุกประการ แต่ละตัวมีค่าคงที่ความยืดหยุ่น 800 Nm⁻¹ ^ถูกจัดเรียงแบบอนุกรมและขนาน (ดูรูป) ภาระแขวน w ทำให้ระบบสปริงมีความยาวเพิ่มขึ้นโดยรวม 5 ซม. น้ำหนักของภาระ w คือ…

การอภิปราย

เป็นที่ทราบกันว่า :

k ₁ = k ₂ = k ₃ = k ₄ = 800 N m ⁻¹

= 5 ซม. = 0,05 ม.

ถาม : น้ำหนักของสิ่งของ (w)?

คำตอบ :

การหาค่าคงที่สปริงทดแทน

ฤดูใบไม้ผลิ 1 (k)₁), ฤดูใบไม้ผลิ 2 (k₂) และฤดูใบไม้ผลิ 3 (k₃) จัดเรียงแบบขนาน ค่าคงที่สปริงที่เทียบเท่าคือ:

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

สปริงทดแทนแบบขนาน (k _P ) และสปริง 4 ตัว (k ₄ ) ถูกจัดเรียงแบบอนุกรม ค่าคงที่ของสปริงทดแทนคือ:

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

ค่าคงที่สปริงเทียบเท่าสำหรับการจัดเรียงสปริงแบบอนุกรม-ขนานข้างต้นคือ 600 ^Nm⁻¹

การกำหนดน้ำหนักของสิ่งของที่บรรทุก

สูตรกฎของฮุค:

เอฟ = เค หรือ w = k

น้ำหนักของสินค้าคือ:

w = (600 Nm ^-1 )(0,05 m) = 30 นิวตัน

น้ำหนักบรรทุกคือ 30 นิวตัน

คำตอบที่ถูกต้องคือ C.

17. สปริงที่เหมือนกันสี่ตัว แต่ละตัวมีค่าคงที่ความยืดหยุ่น 1600 N/m วางเรียงกันแบบอนุกรมและขนาน (ดูรูป) แรงแขวน w ทำให้ระบบสปริงมีความยาวเพิ่มขึ้นโดยรวม 5 ซม. น้ำหนักของแรงแขวน w คือ…

ก. 60 เอ็น

บี. 120 เอ็น

ซี. 300 เอ็น

ง. 450 เอ็น

ตะวันออก 600 เหนือ

การอภิปราย

เป็นที่ทราบกันว่า :

k ₁ = k ₂ = k ₃ = k ₄ = 1600 N m ⁻¹

= 5 ซม. = 0,05 ม.

ถาม : น้ำหนักของสิ่งของ (w)?

คำตอบ :

การหาค่าคงที่สปริงทดแทน

สปริง 1 (k ₁ ), สปริง 2 (k ₂ ) และสปริง 3 (k ₃ ) ต่อขนานกัน ค่าคงที่สปริงที่เทียบเท่าคือ:

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

สปริงทดแทนแบบขนาน (k _P ) และสปริง 4 ตัว (k ₄ ) ถูกจัดเรียงแบบอนุกรม ค่าคงที่ของสปริงทดแทนคือ:

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

ค่าคงที่สปริงเทียบเท่าสำหรับการจัดเรียงสปริงแบบอนุกรม-ขนานคือ 1200 ^Nm⁻¹

การกำหนดน้ำหนักของสิ่งของที่บรรทุก

สูตรกฎของฮุค:

เอฟ = เค หรือ w = k

น้ำหนักของสินค้าคือ:

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

น้ำหนักบรรทุกคือ 60 นิวตัน

คำตอบที่ถูกต้องคือ A.

ยืดหยุ่นและพลาสติก

18. ลองดูแผนภูมิแสดงความสัมพันธ์ระหว่างแรง ΔF และความยาวที่เพิ่มขึ้น Δx บนสปริงด้านล่าง!

จากกราฟ สปริงจะยังคงมีความยืดหยุ่นที่แรงดึง…

ก. 0 ถึง 4 นิวตัน

B. 0 ถึง 8 N

C. 0 ถึง 12 N

ง. 8 N ถึง 12 N

E. 8 N ถึง 16 N

การอภิปราย

สปริงจะยังคงมีความยืดหยุ่นอยู่หากกฎของฮุคยังคงใช้ได้กับมัน ในทางคณิตศาสตร์ กฎของฮุคแสดงได้ด้วยสูตร:

k = ΔF / Δx

คำอธิบายสูตร:

k = ค่าคงที่ความยืดหยุ่น, ΔF = แรง, Δx = ความยาวสปริง

กฎของฮุคกล่าวว่า อัตราส่วนของการเปลี่ยนแปลงของแรง (ΔF) ต่อการเปลี่ยนแปลงของความยาว (Δx) ของสปริงจะมีค่าคงที่เสมอ หากค่า k เปลี่ยนไป กฎของฮุคจะไม่สามารถใช้ได้กับสปริงนั้นอีกต่อไป และแสดงว่าสปริงนั้นไม่มีความยืดหยุ่นอีกต่อไป

โปรดสังเกตกราฟด้านบนและทำความเข้าใจการคำนวณต่อไปนี้

k ₁ = ΔF / Δx = 4 / 2 = 2

k ₂ = ΔF / Δx = 8 / 4 = 2

k ₃ = ΔF / Δx = 12 / 7 = 1,7

ค่าคงที่ของสปริง (k) จะคงที่จนถึงแรงดึง 8 นิวตัน ดังนั้น สปริงจะยังคงยืดหยุ่นได้ที่แรงดึงตั้งแต่ 0 ถึง 8 นิวตัน

คำตอบที่ถูกต้องคือ B.

19. กราฟต่อไปนี้แสดงความสัมพันธ์ระหว่างการเพิ่มขึ้นของความยาว Δx และแรง ΔF ของยางที่ถูกดึงด้วยแรง จากกราฟจะเห็นได้ว่ายางจะเปลี่ยนคุณสมบัติทางพลาสติกเมื่อมีแรงกระทำต่อยาง...

ก. 0 ถึง 2 นิวตัน

B. 0 ถึง 4 N

ค. 2 N ถึง 6 N

ง. 4 N ถึง 8 N

E. 6 N ถึง 8 N

การอภิปราย

ยางจะยังคงมีความยืดหยุ่นตราบใดที่ค่าคงที่ความยืดหยุ่นยังคงที่ หากค่าคงที่ความยืดหยุ่นเริ่มเปลี่ยนแปลง ยางจะเริ่มเปลี่ยนจากสถานะยืดหยุ่นเป็นสถานะพลาสติก ความยืดหยุ่นหมายความว่าหลังจากแรงดึงถูกถอนออก ยางจะกลับคืนสู่รูปทรงเดิม ในทางกลับกัน พลาสติกหมายความว่าหลังจากแรงดึงถูกถอนออก ยางจะไม่กลับคืนสู่รูปทรงเดิม

โปรดสังเกตกราฟด้านบนและทำความเข้าใจการคำนวณต่อไปนี้:

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

ยางจะเปลี่ยนคุณสมบัติความยืดหยุ่นเมื่อออกแรงกระทำประมาณ 6 ถึง 8 นิวตัน หากแรงกระทำมากกว่า 8 นิวตัน ยางจะแตก

20. ลองดูแผนภูมิแสดงความสัมพันธ์ระหว่างแรง ΔF และความยาวที่เพิ่มขึ้น Δx บนสปริงด้านล่าง!
จากกราฟ สปริงจะยังคงมีความยืดหยุ่นที่แรงดึง…

ก. 0 ถึง 4 นิวตัน
B. 0 ถึง 8 N
C. 0 ถึง 12 N
ง. 8 N ถึง 12 N
E. 8 N ถึง 16 N

การอภิปราย
สปริงจะยังคงมีความยืดหยุ่นอยู่หากกฎของฮุคยังคงใช้ได้กับมัน ในทางคณิตศาสตร์ กฎของฮุคแสดงได้ด้วยสูตร:
k = ΔF / Δx
คำอธิบายสูตร:
k = ค่าคงที่ความยืดหยุ่น, ΔF = แรง, Δx = ความยาวสปริง

กฎของฮุคกล่าวว่า อัตราส่วนของการเปลี่ยนแปลงของแรง (ΔF) ต่อการเปลี่ยนแปลงของความยาว (Δx) ของสปริงจะมีค่าคงที่เสมอ หากค่า k เปลี่ยนไป กฎของฮุคจะไม่สามารถใช้ได้กับสปริงนั้นอีกต่อไป และแสดงว่าสปริงนั้นไม่มีความยืดหยุ่นอีกต่อไป

โปรดสังเกตกราฟด้านบนและทำความเข้าใจการคำนวณต่อไปนี้
k₁ = ΔF / Δx = 4 / 2 = 2
k₂ = ΔF / Δx = 8 / 4 = 2
k₃ = ΔF / Δx = 12 / 7 = 1,7

ค่าคงที่ของสปริง (k) จะคงที่จนถึงแรงดึง 8 นิวตัน ดังนั้น สปริงจะยังคงยืดหยุ่นได้ที่แรงดึงตั้งแต่ 0 ถึง 8 นิวตัน
คำตอบที่ถูกต้องคือ B.

21. กราฟต่อไปนี้แสดงความสัมพันธ์ระหว่างการเพิ่มขึ้นของความยาว Δx และแรง ΔF ของยางรัดที่ถูกดึงด้วยแรง จากกราฟจะเห็นได้ว่ายางจะเปลี่ยนคุณสมบัติทางพลาสติกเมื่อมีแรงกระทำต่อมัน...

ก. 0 ถึง 2 นิวตัน
B. 0 ถึง 4 N
ค. 2 N ถึง 6 N
ง. 4 N ถึง 8 N
E. 6 N ถึง 8 N

การอภิปราย
ยางจะยังคงมีความยืดหยุ่นตราบใดที่ค่าคงที่ความยืดหยุ่นยังคงที่ หากค่าคงที่ความยืดหยุ่นเริ่มเปลี่ยนแปลง ยางจะเริ่มเปลี่ยนจากสถานะยืดหยุ่นเป็นสถานะพลาสติก ความยืดหยุ่นหมายความว่าหลังจากแรงดึงถูกถอนออก ยางจะกลับคืนสู่รูปทรงเดิม ในทางกลับกัน พลาสติกหมายความว่าหลังจากแรงดึงถูกถอนออก ยางจะไม่กลับคืนสู่รูปทรงเดิม

โปรดสังเกตกราฟด้านบนและทำความเข้าใจการคำนวณต่อไปนี้:
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

ยางจะเปลี่ยนคุณสมบัติความยืดหยุ่นเมื่อออกแรงกระทำประมาณ 6 ถึง 8 นิวตัน หากแรงกระทำมากกว่า 8 นิวตัน ยางจะแตก

คำตอบที่ถูกต้องคือ E.

ค่าคงที่ความยืดหยุ่น

22. สังเกตข้อมูลการทดลองของยางรถยนต์ 5 ชนิด ได้แก่ A, B, C, D และ E ซึ่งถูกดึงด้วยแรง F จนความยาวเพิ่มขึ้น ยางรถยนต์ที่มีค่าคงที่สปริงน้อยที่สุดคือ…
การอภิปราย

สูตรกฎของฮุค :
k = F / Δx
คำอธิบาย: k = ค่าคงที่ความยืดหยุ่น, F = GayaΔx = การเพิ่มขึ้นของความยาวของยาง
ค่าคงที่ความยืดหยุ่นของยาง:
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
คำตอบที่ถูกต้องคือ E.

23. จากการทดลองหาค่าความยืดหยุ่นของยางโดยใช้ยางจากล้อรถยนต์ ข้อมูลที่ได้แสดงไว้ในตารางต่อไปนี้ สรุปได้ว่าค่าคงที่ที่มากที่สุดคือค่าที่ได้จากการทดลอง…
การอภิปราย
สูตรกฎของฮุค:
k = F / Δx
ค่าคงที่สปริง:
k_A = 7/0,035 = 200 นิวตันเมตร^-1
k_B = 8/0,025 = 320 นิวตันเมตร^-1
k_C = 6/0,020 = 300 นิวตันเมตร^-1
k_D = 9/0,045 = 200 นิวตันเมตร^-1
k_E = 10/0,033 = 303 นิวตันเมตร^-1
ค่าคงที่ความยืดหยุ่นสูงสุดคือ 320 นิวตันเมตร^-1.
คำตอบที่ถูกต้องคือ B.

ที่มาของคำถาม:

ข้อสอบวิชาฟิสิกส์ระดับชาติ สำหรับนักเรียนมัธยมปลาย/อาชีวศึกษา