Prožna trdnost (Fon) je sila, ki deluje na telo, ki ima elastičnost, na primer vzmet, gumo ali elastiko.
Ta sila torej določa deformacijo tega telesa, ko se raztegne ali stisne. To bo odvisno od smeri uporabljene sile.
Kot primer si oglejmo vzmet, pritrjeno na nosilec. Če nanjo ne deluje sila, rečemo, da miruje. Ko pa to pomlad raztegnemo, bo ustvarila silo v nasprotni smeri.
Upoštevajte, da je deformacija, ki jo utrpi vzmet, neposredno sorazmerna z intenzivnostjo uporabljene sile. Torej, večja je uporabljena sila (P), večja je deformacija vzmeti (x), kot je razvidno iz spodnje slike:
Formula natezne trdnosti
Za izračun elastične sile uporabimo formulo, ki jo je razvil angleški znanstvenik Robert Hooke (1635-1703), imenovan Hookov zakon:
F = K. x
Kje,
F: sila, ki deluje na elastično telo (N)
K: elastična konstanta (N / m)
x: sprememba, ki jo utrpi elastično telo (m)
Elastična konstanta
Omeniti velja, da je tako imenovana "elastična konstanta" odvisna od narave uporabljenega materiala in tudi njegovih dimenzij.
Primeri
1. Vzmet ima en konec pritrjen na nosilec. Pri uporabi sile na drugem koncu se ta vzmet deformira 5 m. Določite jakost uporabljene sile, pri čemer veste, da je vzmetna konstanta 110 N / m.
Da bi poznali moč sile, ki deluje na vzmet, moramo uporabiti formulo Hookejevega zakona:
F = K. x
F = 110. 5
F = 550 N
2. Določite spremembo vzmeti, ki ima delujočo silo 30N in je njena elastična konstanta 300N / m.
Za iskanje sprememb, ki jih je utrpela pomlad, uporabimo formulo Hookejevega zakona:
F = K. x
30 = 300. x
x = 30/300
x = 0,1 m
Elastična potencialna energija
Energijo, povezano z elastično silo, imenujemo elastična potencialna energija. Povezano je z delo izvaja elastična sila telesa, ki gre iz začetnega v deformirani položaj.
Formula za izračun elastične potencialne energije je izražena na naslednji način:
EPin = Kx2/2
Kje,
EPin: elastična potencialna energija
K: elastična konstanta
x: mera elastične deformacije telesa
Bi radi vedeli več? Preberite tudi:
- Moč
- Potencialna energija
- Elastična potencialna energija
- Formule fizike
Vaje sprejemnega izpita s povratnimi informacijami
1. (CFU) Delček z maso m, ki se premika v vodoravni ravnini brez trenja, je na vzmetni sistem pritrjen na štiri različne načine, prikazane spodaj.
Glede frekvenc nihanja delcev označite pravilno možnost.
a) Frekvence v primerih II in IV so enake.
b) Frekvence v primerih III in IV so enake.
c) Najvišja frekvenca se pojavi v primeru II.
d) Najvišja frekvenca se pojavi v primeru I.
e) Najnižja frekvenca se pojavi v primeru IV.
Alternativa b) Frekvence v primerih III in IV so enake.
2. (UFPE) Razmislite o vzmetno-masnem sistemu na sliki, kjer je m = 0,2 Kg in k = 8,0 N / m. Blok se spusti z razdalje, ki je enaka 0,3 m od ravnotežnega položaja, in se vrne vanj s točno ničelno hitrostjo, tako da niti enkrat ne preseže ravnotežnega položaja. V teh pogojih je koeficient kinetičnega trenja med blokom in vodoravno površino:
a) 1.0
b) 0,6
c) 0,5
d) 0,707
e) 0,2
Alternativa b) 0,6
3. (UFPE) Predmet z maso M = 0,5 kg, podprt na vodoravni površini brez trenja, je pritrjen na vzmet, katere konstanta elastične sile je K = 50 N / m. Predmet potegnemo za 10 cm in nato spustimo ter začnemo nihati glede na uravnotežen položaj. Kolikšna je največja hitrost predmeta v m / s?
a) 0,5
b) 1.0
c) 2,0
d) 5.0
e) 7,0
Alternativa b) 1.0
