قوة المرونة (Fهو) هي القوة التي تمارس على جسم لديه مرونة ، على سبيل المثال زنبرك أو مطاط أو مرن.
لذلك تحدد هذه القوة تشوه هذا الجسم عند تمدده أو ضغطه. هذا سوف يعتمد على اتجاه القوة المطبقة.
كمثال ، دعنا نفكر في زنبرك مرتبط بالدعم. إذا لم تكن هناك قوة تعمل عليها ، نقول إنها في حالة سكون. في المقابل ، عندما نمتد هذا الربيع ، سيخلق ذلك قوة في الاتجاه المعاكس.
لاحظ أن التشوه الذي يعاني منه الزنبرك يتناسب طرديًا مع شدة القوة المطبقة. وبالتالي ، كلما زادت القوة المطبقة (P) ، زاد تشوه الزنبرك (x) ، كما هو موضح في الصورة أدناه:
صيغة قوة الشد
لحساب القوة المرنة ، نستخدم صيغة طورها العالم الإنجليزي روبرت هوك (1635-1703) ، تسمى قانون هوك:
F = ك. x
أين،
F: القوة المطبقة على الجسم المرن (N)
ك: ثابت مرن (N / m)
x: الاختلاف الذي يعاني منه الجسم المرن (م)
ثابت مرن
من الجدير بالذكر أن ما يسمى بـ "الثابت المرن" يتم تحديده حسب طبيعة المادة المستخدمة وأيضًا بأبعادها.
أمثلة
1. الربيع له طرف واحد مثبت على دعامة. عند تطبيق قوة على الطرف الآخر ، فإن هذا الربيع يتعرض لتشوه بمقدار 5 أمتار. أوجد شدة القوة المؤثرة ، مع العلم أن ثابت الزنبرك يساوي 110 نيوتن / م.
لمعرفة قوة القوة المؤثرة على الزنبرك ، يجب أن نستخدم صيغة قانون هوك:
F = ك. x
القوة = 110. 5
F = 550 شمال
2. أوجد تباين زنبرك له قوة مؤثرة مقدارها 30 نيوتن وثابت مرنه 300 نيوتن / م.
للعثور على الاختلاف الذي عانى منه الربيع ، نستخدم صيغة قانون هوك:
F = ك. x
30 = 300. x
س = 30/300
س = 0.1 م
الطاقة الكامنة المرنة
تسمى الطاقة المرتبطة بالقوة المرنة طاقة الوضع المرنة. إنه مرتبط بـ الشغل يتم إجراؤها بواسطة القوة المرنة للجسم التي تنتقل من الوضع الأولي إلى الوضع المشوه.
يتم التعبير عن صيغة حساب الطاقة الكامنة المرنة على النحو التالي:
EPو = كوكس2/2
أين،
EPو: الطاقة الكامنة المرنة
ك: ثابت مرن
x: مقياس تشوه الجسم المرن
اريد معرفة المزيد؟ اقرأ أيضا:
- الخضوع ل
- الطاقة الكامنة
- الطاقة الكامنة المرنة
- الصيغ الفيزيائية
تمارين امتحان القبول مع الملاحظات
1. (CFU) جسيم ، كتلته m ، يتحرك في مستوى أفقي ، بدون احتكاك ، مرتبط بنظام زنبركي بأربع طرق مختلفة ، كما هو موضح أدناه.
فيما يتعلق بترددات تذبذب الجسيمات ، حدد البديل الصحيح.
أ) الترددات في الحالتين الثانية والرابعة هي نفسها.
ب) الترددات في الحالتين الثالثة والرابعة هي نفسها.
ج) يحدث أعلى تردد في الحالة الثانية.
د) يحدث أعلى تردد في الحالة الأولى.
هـ) يحدث أقل تكرار في الحالة الرابعة.
البديل ب) الترددات في الحالتين الثالثة والرابعة هي نفسها.
2. (UFPE) ضع في اعتبارك نظام الكتلة الزنبركية في الشكل ، حيث m = 0.2 Kg و k = 8.0 N / m. يتم إسقاط الكتلة من مسافة تساوي 0.3 متر من موضع توازنها ، وتعود إليها بسرعة صفر بالضبط ، وبالتالي دون تجاوز موضع التوازن ولو مرة واحدة. في ظل هذه الظروف ، يكون معامل الاحتكاك الحركي بين الكتلة والسطح الأفقي هو:
أ) 1.0
ب) 0.6
ج) 0.5
د) 0.707
هـ) 0.2
البديل ب) 0.6
3. (UFPE) جسم كتلته M = 0.5 كجم ، مدعوم على سطح أفقي بدون احتكاك ، متصل بنابض ثابت قوته المرنة K = 50 N / m. يتم سحب الجسم لمسافة 10 سم ثم تحريره ليبدأ في التأرجح بالنسبة للوضع المتوازن. ما السرعة القصوى للجسم بوحدات m / s؟
أ) 0.5
ب) 1.0
ج) 2.0
د) 5.0
هـ) 7.0
البديل ب) 1.0
