Τι ενέργεια όταν τεντώνετε μια λαστιχένια ζώνη;

Όταν τεντώνετε μια λαστιχένια ζώνη, αποθηκεύετε πιθανή ενέργεια στο υλικό. Αυτή η πιθανή ενέργεια οφείλεται στο γεγονός ότι η λαστιχένια ζώνη δεν βρίσκεται στη θέση ισορροπίας της και το υλικό βρίσκεται υπό τάση. Όταν απελευθερώνετε την λαστιχένια ζώνη, η πιθανή ενέργεια μετατρέπεται σε κινητική ενέργεια και η καουτσούκ ζώνης ανάκτηση.

Η ποσότητα της πιθανής ενέργειας που αποθηκεύεται σε μια τεντωμένη λαστιχένια ζώνη καθορίζεται από τις ιδιότητες υλικού της λωρίδας καουτσούκ, την ποσότητα του τέντωμα και την επιφάνεια της διατομής της λαστιχένιας ζώνης. Οι ιδιότητες υλικού της λαστιχένιας ζώνης καθορίζουν πόσο σκληρό είναι το υλικό και πόσο μπορεί να τεντωθεί. Η ποσότητα του τέντωμα καθορίζει πόσο μακριά είναι το υλικό από τη θέση ισορροπίας του. Η περιοχή εγκάρσιας τομής της λαστιχένιας ζώνης καθορίζει πόσο υλικό τεντώνεται.

Ο τύπος για την πιθανή ενέργεια που αποθηκεύεται σε μια τεντωμένη λαστιχένια ζώνη είναι:

PE =1/2 k x^2 α

Οπου:

Το PE είναι η πιθανή ενέργεια στο Joules (J)

Το K είναι η σταθερά ελατηρίου της λαστιχένιας ζώνης σε Newton ανά μέτρο (N/M)

Το x είναι η ποσότητα τέντωμα σε μέτρα (m)

Το Α είναι η περιοχή εγκάρσιας τομής της καουτσούκ σε τετραγωνικά μέτρα (M^2)

Για παράδειγμα, εάν έχετε μια λαστιχένια ζώνη με σταθερά ελατηρίου 100 n/m, τεντώστε το κατά 1 μέτρο και η επιφάνεια διατομής της λαστιχένιας ζώνης είναι 0,001 m^2, τότε η πιθανή ενέργεια που αποθηκεύεται στη λαστιχένια ζώνη θα ήταν:

PE =1/2 (100 n/m) (1 m)^2 (0,001 m^2) =0,05 J

Αυτή η πιθανή ενέργεια θα απελευθερωθεί όταν απελευθερωθεί η λαστιχένια ζώνη.