Elastische sterkte (Fhij) is de kracht die wordt uitgeoefend op een lichaam dat elastisch is, bijvoorbeeld een veer, rubber of elastiek.
Deze kracht bepaalt dus de vervorming van dit lichaam wanneer het zich uitrekt of comprimeert. Dit is afhankelijk van de richting van de uitgeoefende kracht.
Laten we als voorbeeld denken aan een veer die aan een steun is bevestigd. Als er geen kracht op werkt, zeggen we dat het in rust is. Op zijn beurt, wanneer we deze veer uitrekken, zal het een kracht in de tegenovergestelde richting creëren.
Merk op dat de vervorming die de veer ondervindt, recht evenredig is met de intensiteit van de uitgeoefende kracht. Dus hoe groter de uitgeoefende kracht (P), hoe groter de vervorming van de veer (x), zoals te zien is in de onderstaande afbeelding:
Treksterkte formule:
Om de elastische kracht te berekenen, gebruiken we een formule ontwikkeld door de Engelse wetenschapper Robert Hooke (1635-1703), genaamd), Hooke's wet:
F = K. X
Waar,
F: kracht uitgeoefend op het elastische lichaam (N)
K: elastische constante (N/m)
X: variatie van het elastische lichaam (m)
elastische constante
Het is de moeite waard eraan te denken dat de zogenaamde "elastische constante" wordt bepaald door de aard van het gebruikte materiaal en ook door de afmetingen ervan.
Voorbeelden
1. Een veer heeft een uiteinde dat aan een steun is bevestigd. Bij het uitoefenen van een kracht aan het andere uiteinde ondergaat deze veer een vervorming van 5 m. Bepaal de intensiteit van de uitgeoefende kracht, wetende dat de veerconstante 110 N/m is.
Om de kracht van de op de veer uitgeoefende kracht te kennen, moeten we de formule van de wet van Hooke gebruiken:
F = K. X
F = 110. 5
F = 550 nr
2. Bepaal de variatie van een veer met een werkende kracht van 30N en zijn elastische constante is 300N/m.
Om de variatie te vinden die door de lente wordt geleden, gebruiken we de formule van de wet van Hooke:
F = K. X
30 = 300. X
x = 30/300
x = 0,1 m
Elastische potentiële energie
De energie die samenhangt met elastische kracht wordt elastische potentiële energie genoemd. Het heeft te maken met de werk uitgevoerd door de elastische kracht van het lichaam die van de beginpositie naar de vervormde positie gaat.
De formule voor het berekenen van elastische potentiële energie wordt als volgt uitgedrukt:
EPen = Kx2/2
Waar,
EPen: elastische potentiële energie
K: elastische constante
X: maat voor elastische lichaamsvervorming
Wil meer weten? Lees ook:
- Kracht
- Potentiële energie
- Elastische potentiële energie
- Fysische formules
Toelatingsexamen Oefeningen met feedback
1. (CFU) Een deeltje, met massa m, dat zonder wrijving in een horizontaal vlak beweegt, is op vier verschillende manieren aan een veersysteem bevestigd, zoals hieronder weergegeven.
Vink het juiste alternatief aan met betrekking tot de oscillatiefrequenties van de deeltjes.
a) De frequenties in geval II en IV zijn gelijk.
b) De frequenties in geval III en IV zijn gelijk.
c) De hoogste frequentie komt voor in geval II.
d) De hoogste frequentie komt voor in geval I.
e) De laagste frequentie komt voor in geval IV.
Alternatief b) De frequenties in geval III en IV zijn gelijk.
2. (UFPE) Beschouw het veer-massasysteem in de figuur, waarbij m = 0,2 Kg en k = 8,0 N/m. Het blok valt vanaf een afstand gelijk aan 0,3 m van zijn evenwichtspositie en keert ernaar terug met exact nulsnelheid, dus zonder ooit de evenwichtspositie te overschrijden. Onder deze omstandigheden is de kinetische wrijvingscoëfficiënt tussen het blok en het horizontale oppervlak:
a) 1.0
b) 0,6
c) 0,5
d) 0,707
e) 0.2
Alternatief b) 0.6
3. (UFPE) Een object met massa M = 0,5 kg, ondersteund op een horizontaal oppervlak zonder wrijving, is bevestigd aan een veer waarvan de elastische krachtconstante K = 50 N/m is. Het object wordt 10 cm getrokken en vervolgens losgelaten, waarbij het begint te oscilleren ten opzichte van de gebalanceerde positie. Wat is de maximale snelheid van het object, in m / s?
a) 0,5
b) 1.0
c) 2.0
d) 5.0
e) 7.0
Alternatief b) 1.0
