Elastisk styrke (Fhan) er den kraft, der udøves på et legeme, der har elasticitet, for eksempel en fjeder, gummi eller elastik.
Denne kraft bestemmer derfor deformationen af dette legeme, når det strækker sig eller komprimeres. Dette afhænger af retningen af den påførte kraft.
Lad os som et eksempel tænke på en fjeder, der er knyttet til en støtte. Hvis der ikke er nogen kraft, der virker på det, siger vi, at det er i ro. Når vi strækker dette forår, skaber det igen en kraft i den modsatte retning.
Bemærk, at den deformation, der forårsages af fjederen, er direkte proportional med intensiteten af den påførte kraft. Jo større den påførte kraft (P) er, jo større er fjederens (x) deformation som vist på billedet nedenfor:
Trækstyrkeformel
For at beregne den elastiske kraft bruger vi en formel udviklet af den engelske videnskabsmand Robert Hooke (1635-1703), kaldet Hookes lov:
F = K. x
Hvor,
F: kraft påført det elastiske legeme (N)
K: elastisk konstant (N / m)
x: variation under den elastiske krop (m)
Elastisk konstant
Det er værd at huske, at den såkaldte "elastiske konstant" bestemmes af arten af det anvendte materiale og også af dets dimensioner.
Eksempler
1. En fjeder har den ene ende fastgjort til en støtte. Når der påføres en kraft i den anden ende, gennemgår denne fjeder en deformation på 5 m. Bestem intensiteten af den påførte kraft, idet du ved, at fjederkonstanten er 110 N / m.
For at kende styrken af den kraft, der udøves på foråret, skal vi bruge formlen i Hookes lov:
F = K. x
F = 110. 5
F = 550 N
2. Bestem variationen af en fjeder, der har en virkende kraft på 30N, og dens elastiske konstant er 300N / m.
For at finde den variation, som foråret har lidt, bruger vi formlen i Hookes lov:
F = K. x
30 = 300. x
x = 30/300
x = 0,1 m
Elastisk potentiel energi
Energien forbundet med elastisk kraft kaldes elastisk potentiel energi. Det er relateret til arbejde udføres af kroppens elastiske kraft, der går fra startpositionen til den deformerede position.
Formlen til beregning af elastisk potentiel energi udtrykkes som følger:
EPog = Kx2/2
Hvor,
EPog: elastisk potentiel energi
K: elastisk konstant
x: måling af elastisk kropsdeformation
Vil du vide mere? Læs også:
- Styrke
- Potentiel energi
- Elastisk potentiel energi
- Fysikformler
Entréeksamen Øvelser med feedback
1. (CFU) En partikel med masse m, der bevæger sig i et vandret plan uden friktion, er fastgjort til et fjedersystem på fire forskellige måder, vist nedenfor.
Med hensyn til partikeloscillationsfrekvenser skal du markere det rigtige alternativ.
a) Frekvenserne i tilfælde II og IV er de samme.
b) Frekvenserne i tilfælde III og IV er de samme.
c) Den højeste frekvens forekommer i tilfælde II.
d) Den højeste frekvens forekommer i tilfælde I.
e) Den laveste frekvens forekommer i tilfælde IV.
Alternativ b) Frekvenserne i tilfælde III og IV er de samme.
2. (UFPE) Overvej fjedermassesystemet i figuren, hvor m = 0,2 kg og k = 8,0 N / m. Blokken tabes fra en afstand, der er lig med 0,3 m fra dens ligevægtsposition, og vender tilbage til den med nøjagtig nulhastighed, uden at gå ud over ligevægtspositionen endnu en gang. Under disse betingelser er kinetisk friktionskoefficient mellem blokken og den vandrette overflade:
a) 1.0
b) 0,6
c) 0,5
d) 0,707
e) 0,2
Alternativ b) 0,6
3. (UFPE) Et objekt med masse M = 0,5 kg, understøttet på en vandret overflade uden friktion, er fastgjort til en fjeder, hvis elastiske kraftkonstant er K = 50 N / m. Objektet trækkes i 10 cm og frigøres derefter og begynder at svinge i forhold til den afbalancerede position. Hvad er objektets maksimale hastighed, i m / s?
a) 0,5
b) 1.0
c) 2,0
d) 5,0
e) 7,0
Alternativ b) 1.0
