Πόση δουλειά απαιτείται για να τεντώσετε μια άνοιξη 25,2 cm εάν οι σταθερές της δύναμης του 12,3 nm;

Δείτε πώς να υπολογίσετε την εργασία που απαιτείται για να τεντώσετε το ελατήριο:

Κατανόηση των εννοιών

* Δύναμη ελατηρίου: Η δύναμη που ασκείται από ένα ελατήριο είναι άμεσα ανάλογη με την μετατόπισή της από τη θέση ισορροπίας της. Αυτό περιγράφεται από τον νόμο του Hooke:f =-kx, πού:

* F είναι η δύναμη της άνοιξης

* k είναι η σταθερά ελατηρίου (σταθερή δύναμη)

* x είναι η μετατόπιση από την ισορροπία

* Εργασία: Η εργασία γίνεται όταν μια δύναμη προκαλεί μετατόπιση. Σε αυτή την περίπτωση, η εργασία που έγινε για να τεντώσει το ελατήριο είναι το ολοκλήρωμα της δύναμης πάνω από την απόσταση που τεντώνεται.

Υπολογισμοί

1. Μετατροπή μετατόπισης σε μετρητές: 25,2 cm =0,252 m

2. Υπολογίστε το έργο:

* Η εργασία που έγινε είναι η περιοχή κάτω από την καμπύλη μετατόπισης δύναμης. Δεδομένου ότι η δύναμη είναι γραμμική (f =kx), αυτή η περιοχή είναι ένα τρίγωνο.

* Περιοχή τριγώνου =(1/2) * Βάση * ύψος

* Σε αυτή την περίπτωση, η βάση είναι η μετατόπιση (0,252 m) και το ύψος είναι η δύναμη σε αυτή τη μετατόπιση (F =kx =12,3 nm * 0,252 m).

* Εργασία =(1/2) * 0.252 m * (12.3 nm * 0.252 m)

* work =0.389 j (joules)

Ως εκ τούτου, η εργασία που απαιτείται για την επεκτείνωση της άνοιξης 25,2 cm είναι περίπου 0,389 joules.