3 คำถามเกี่ยวกับสมการค่าคงที่สปริง
1. สปริงที่แขวนลอยอย่างอิสระมีความยาว 10 ซม. ที่ปลายอิสระมีน้ำหนัก 200 กรัมแขวนอยู่ ทำให้ความยาวของสปริงเป็น 11 ซม. ถ้า g = 10 m/s² ค่าคงที่ของแรงสปริงคือเท่าใด
เป็นที่รู้จัก:
ความยาวเริ่มต้นของสปริง (y 1 ) = 10 ซม. = 0.10 ม.
ความยาวสุดท้ายของสปริง (y 2 ) = 11 ซม. = 0.11 ม.
การเปลี่ยนแปลงความยาวของสปริง (Δy) = 0.11 – 0.10 = 0.01 เมตร
มวลของสิ่งของ (เมตร) = 200 กรัม = 0.2 กิโลกรัม
น้ำหนักบรรทุก (w) = mg = (0,2)(10) = 2 นิวตัน
ต้องการทราบค่าคงที่สปริง (k)
วิธีการแก้:
สูตรค่าคงที่สปริง:
F = k Δy
k = F / Δy = 2 / 0,01 = 200 / 1 = 200 นิวตัน/เมตร
2. สปริงสามารถยืดออกได้ 10 เซนติเมตร โดยมีพลังงานศักย์ 0.5 จูล ค่าคงที่ของสปริงคือเท่าใด
เป็นที่รู้จัก:
การเพิ่มความยาวของสปริง (Δy) = 10 ซม. = 0.1 เมตร
พลังงานศักย์ของสปริง (EP) = 0.5 จูล
ต้องการทราบค่าคงที่สปริง (k)
วิธีการแก้:
ค่าคงที่ของสปริงคำนวณได้โดยใช้สูตรพลังงานศักย์ของสปริง:
EP = ½ k Δy 2
2 EP = k Δy 2
2 (0,5) = k (0,1) 2
1 = k (0,01)
k = 1 / 0,01 = 100 / 1 = 100 นิวตัน/เมตร
3. สปริงถูกดึงด้วยแรง 100 นิวตัน ทำให้ความยาวเพิ่มขึ้น 5 เซนติเมตร จงคำนวณหาค่าคงที่ของสปริง
เป็นที่รู้จัก:
แรง (F) = 100 นิวตัน
ความยาวสปริงเพิ่มขึ้น (Δx) = 5 ซม. = 0.05 ม.
ต้องการทราบค่าคงที่สปริง (k)
วิธีการแก้:
F = k Δx
k = F / Δx = 100 / 0,05 = 10.000 / 5 = 2000 นิวตัน/เมตร
