חוזק אלסטי (Fהוא) הוא הכוח המופעל על גוף בעל אלסטיות, למשל קפיץ, גומי או אלסטי.
לכן כוח זה קובע את העיוות של גוף זה כאשר הוא נמתח או נדחס. זה יהיה תלוי בכיוון הכוח המופעל.
לדוגמא, בואו נחשוב על קפיץ המחובר לתמיכה. אם אין כוח שפועל עליו, אנו אומרים שהוא נמצא במנוחה. בתורו, כאשר נמתח את האביב הזה, זה ייצור כוח בכיוון ההפוך.
שים לב שהדפורמציה שספג הקפיץ היא ביחס ישר לעוצמת הכוח המופעל. לפיכך, ככל שכוח המופעל גדול יותר (P), כך עיוות הקפיץ (x) גדול יותר, כפי שנראה בתמונה למטה:
נוסחת חוזק מתיחה
כדי לחשב את הכוח האלסטי, אנו משתמשים בנוסחה שפותחה על ידי המדען האנגלי רוברט הוק (1635-1703), הנקראת חוק הוק:
F = K. איקס
איפה,
F: כוח המופעל על הגוף האלסטי (N)
ק: קבוע אלסטי (N / m)
איקס: וריאציה שסובל מהגוף האלסטי (מ ')
קבוע אלסטי
ראוי לזכור כי מה שמכונה "קבוע אלסטי" נקבע על ידי אופי החומר המשמש, וגם על פי מידותיו.
דוגמאות
1. לקפיץ קצה אחד קבוע לתמיכה. בעת הפעלת כוח בקצה השני, מעיין זה עובר עיוות של 5 מ '. קבע את עוצמת הכוח המופעל בידיעה שקבוע הקפיץ הוא 110 ננומטר.
כדי לדעת את עוצמת הכוח המופעל על המעיין, עלינו להשתמש בנוסחה של חוק הוק:
F = K. איקס
F = 110. 5
F = 550 נ '
2. קבע את הווריאציה של קפיץ בעל כוח פעולה של 30N והקבוע האלסטי שלו הוא 300N / m.
כדי למצוא את השונות שספג המעיין, אנו משתמשים בנוסחה של חוק הוק:
F = K. איקס
30 = 300. איקס
x = 30/300
x = 0.1 מ '
אנרגיה אלסטית פוטנציאלית
האנרגיה הקשורה לכוח אלסטי נקראת אנרגיה פוטנציאלית אלסטית. זה קשור ל עֲבוֹדָה מבוצע על ידי הכוח האלסטי של הגוף שעובר מהמצב ההתחלתי למצב המעוות.
הנוסחה לחישוב אנרגיה פוטנציאלית אלסטית מתבטאת כדלקמן:
EPו = Kx2/2
איפה,
EPו: אנרגיה אלסטית פוטנציאלית
ק: קבוע אלסטי
איקס: מדד לעיוות גוף אלסטי
רוצים לדעת יותר? קרא גם:
- כוח
- אנרגיה פוטנציאלית
- אנרגיה אלסטית פוטנציאלית
- נוסחאות פיזיקה
תרגילי בחינת כניסה עם משוב
1. (CFU) חלקיק, עם מסה m, הנע במישור אופקי, ללא חיכוך, מחובר למערכת קפיצים בארבע דרכים שונות, המוצג להלן.
לגבי תדרי תנודת החלקיקים, סמן את החלופה הנכונה.
א) התדרים במקרים II ו- IV זהים.
ב) התדרים במקרים III ו- IV זהים.
ג) התדירות הגבוהה ביותר מתרחשת במקרה II.
ד) התדירות הגבוהה ביותר מתרחשת במקרה הראשון.
ה) התדירות הנמוכה ביותר מתרחשת במקרה IV.
חלופה ב) התדרים במקרים III ו- IV זהים.
2. (UFPE) שקול את מערכת מסה הקפיץ באיור, כאשר m = 0.2 ק"ג ו- k = 8.0 N / m. הבלוק נשמט ממרחק השווה ל -0.3 מ 'ממצב שיווי המשקל, וחוזר אליו במהירות אפסית בדיוק, ולכן מבלי לעבור מעבר למצב שיווי המשקל ולו פעם אחת. בתנאים אלה, מקדם החיכוך הקינטי בין הבלוק למשטח האופקי הוא:
א) 1.0
ב) 0.6
ג) 0.5
ד) 0.707
ה) 0.2
חלופה ב) 0.6
3. (UFPE) עצם עם מסה M = 0.5 ק"ג, הנתמך על גבי משטח אופקי ללא חיכוך, מחובר לקפיץ שקבוע הכוח האלסטי שלו הוא K = 50 N / m. האובייקט נמשך למשך 10 ס"מ ואז משוחרר, ומתחיל להתנודד ביחס למצב המאוזן. מה המהירות המרבית של האובייקט, ב- m / s?
א) 0.5
ב) 1.0
ג) 2.0
ד) 5.0
ה) 7.0
חלופה ב) 1.0
