KEKUATAN ELASTIK: APA YANG TERDIRI DARIPADA, FORMULA DAN LATIHAN - FIZIKAL - 2025

Daya elastik adalah daya yang diberikan oleh objek untuk menahan perubahan bentuknya. Ia memanifestasikan dirinya dalam objek yang cenderung untuk mendapatkan kembali bentuknya ketika berada di bawah tindakan kekuatan ubah bentuk.

Daya elastik juga disebut daya pemulihan kerana menentang ubah bentuk untuk mengembalikan objek ke kedudukan keseimbangannya. Pemindahan daya anjal adalah melalui zarah-zarah yang membentuk objek.

Kekuatan elastik pegas

Contohnya, apabila pegas logam dimampatkan, daya ditekankan yang mendorong zarah pegas, mengurangkan pemisahan di antara keduanya, pada masa yang sama, zarah-zarah menolak didorong dengan melakukan daya yang bertentangan dengan pemampatan.

Sekiranya daripada memampatkan pegas ditarik, diregangkan, zarah-zarah yang menyusunnya dipisahkan lebih banyak. Demikian juga, zarah-zarah tersebut menolak untuk dipisahkan dengan menggunakan daya yang bertentangan dengan peregangan.

Objek yang mempunyai sifat memulihkan bentuk asalnya dengan menentang daya ubah bentuk disebut objek elastik. Mata air, gelang getah, dan tali bungee adalah contoh objek elastik.

Apakah daya anjal?

Daya elastik ( F _k ) adalah daya yang diberikan oleh objek untuk mendapatkan semula keseimbangan semula jadi setelah dipengaruhi oleh daya luaran.

Untuk menganalisis daya anjal, sistem jisim spring yang ideal akan diambil kira, yang terdiri daripada spring yang diletakkan secara mendatar yang dilekatkan pada satu hujung ke dinding dan di ujung yang lain ke blok jisim yang boleh diabaikan. Daya lain yang bertindak pada sistem, seperti daya geseran atau daya graviti, tidak akan diambil kira.

Sekiranya daya mendatar diberikan pada jisim, diarahkan ke dinding, ia dipindahkan ke arah pegas, memampatkannya. Mata air bergerak dari kedudukan keseimbangan ke kedudukan baru. Oleh kerana objek cenderung berada dalam keseimbangan, daya elastik pada musim bunga yang menentang daya yang dikenakan ditunjukkan.

Perpindahan menunjukkan berapa banyak spring telah berubah bentuk dan daya anjal berkadar dengan anjakan itu. Semasa spring dimampatkan, variasi kedudukan meningkat dan akibatnya daya elastik meningkat.

Semakin pegas dimampatkan, semakin kuat daya yang diberikan sehingga mencapai titik di mana daya yang dikenakan dan kekuatan elastik mengimbangkan, akibatnya sistem jisim pegas berhenti bergerak. Apabila anda berhenti menggunakan daya, satu-satunya daya yang bertindak adalah daya anjal. Daya ini mempercepat musim bunga ke arah yang bertentangan dengan ubah bentuk sehingga memperoleh keseimbangan.

Perkara yang sama berlaku semasa meregangkan pegas, menarik jisim secara mendatar. Mata air diregangkan dan segera memberikan daya yang setara dengan anjakan yang menentang regangan.

Rumusan

Formula daya anjal dinyatakan oleh Hooke's Law. Undang-undang ini menyatakan bahawa daya anjal linier yang diberikan oleh suatu benda berkadar dengan anjakan.

F _k = -k.Δ s

F _k = Daya elastik

Hukum Hooke. Kekuatan elastik berkadar dengan regangan.

Tanda negatif dalam persamaan menunjukkan bahawa daya anjal pegas berada pada arah yang bertentangan dengan daya yang menyebabkan anjakan. Pemalar berkadar k adalah pemalar yang bergantung pada jenis bahan dari mana spring dibuat. Unit pemalar k ialah N / m.

Objek elastik mempunyai had keanjalan yang akan bergantung pada pemalar ubah bentuk. Sekiranya diregangkan melebihi had elastik, ia akan berubah bentuk secara kekal.

Persamaan y berlaku untuk anjakan kecil pada musim bunga. Apabila anjakan lebih besar, istilah dengan daya Δ x yang lebih besar ditambahkan .

Tenaga kinetik dan tenaga berpotensi merujuk kepada daya anjal

Daya elastik berfungsi pada spring dengan menggerakkannya ke kedudukan keseimbangannya. Semasa proses ini potensi tenaga sistem jisim spring meningkat. Tenaga berpotensi akibat kerja yang dilakukan oleh daya anjal dinyatakan dalam persamaan.

Tenaga berpotensi dinyatakan dalam Joules (J).

Apabila daya ubah bentuk tidak digunakan, pegas mempercepat ke arah kedudukan keseimbangan, menurunkan tenaga berpotensi dan meningkatkan tenaga kinetik.

Tenaga kinetik sistem pegas jisim, apabila mencapai kedudukan keseimbangan, ditentukan oleh persamaan.

Pemalar spring ialah 35N / m.

Ia memerlukan kekuatan 1.75 N untuk mengubah musim bunga sebanyak 5cm.

Berapakah pemalar pesongan pegas yang diregangkan 20 cm dengan tindakan daya 60N?

Pemalar spring ialah 300N / m

Memperoleh tenaga berpotensi

Berapakah tenaga keupayaan yang dimaksudkan dengan kerja yang dilakukan oleh daya anjal pegas yang dimampatkan 10cm dan pemalar ubah bentuknya ialah 20N / m?

Daya anjal spring ialah -200N.

Kekuatan ini berfungsi pada musim bunga untuk menggerakkannya ke arah kedudukan keseimbangannya. Melakukan kerja ini meningkatkan potensi tenaga sistem.

Tenaga berpotensi dikira dengan persamaan

Rujukan

1. Kittel, C, Knight, WD dan Ruderman, M A. Mekanik. AS: Mc Graw Hill, 1973, Jilid I.
2. Rama Reddy, K, Badami, SB dan Balasubramanian, V. Osilasi dan Gelombang. India: Universities Press, 1994.
3. Murphy, J. Fizik: mengurangkan sifat jirim dan tenaga. New York: Penerbitan Pendidikan Britannica, 2015.
4. Giordano, N J. Kolej Fizik: Penaakulan dan Hubungan. Kanada: Brooks / Cole, 2009.
5. Walker, J, Halliday, D and Resnick, R. Asas Fizik. AS: Wiley, 2014.