איך מחשבים את האנרגיה הפוטנציאלית האלסטית של קפיץ?

2024 מְחַבֵּר: Miles Stephen | [email protected]. שונה לאחרונה: 2023-12-15 23:36

אנרגיה אלסטית פוטנציאלית שווה לכוח כפול מרחק התנועה. אנרגיה אלסטית פוטנציאלית = כוח x מרחק תזוזה. כי הכוח הוא = אביב תזוזה קבועה של x, ואז ה- אנרגיה אלסטית פוטנציאלית = אביב קבוע x עקירה בריבוע.

בהקשר זה, מהו הביטוי לאנרגיה פוטנציאלית הנאגרת במעיין?

אֵלַסטִי אנרגיה פוטנציאלית הוא אנרגיה פוטנציאלית מאוחסנת כתוצאה מעיוות של חפץ אלסטי, כגון מתיחה של א אביב . זה שווה לעבודה שנעשתה כדי למתוח את אביב , אשר תלוי ב אביב קבוע k וכן המרחק שנמתח.

לאחר מכן, השאלה היא, כמה אנרגיה מאוחסנת במעיין? אם אתה מותח א אביב עם k = 2, בכוח של 4N, ההרחבה תהיה 2m. העבודה שנעשתה על ידינו כאן היא 4x2=8J. במילים אחרות, ה אֵנֶרְגִיָה הועבר ל- אביב הוא 8J. אבל ה אנרגיה מאוחסנת בתוך ה אביב שווה 1/2x2x2^2=4J (שזה חצי מהעבודה שנעשית על ידינו במתיחתו).

מכאן, האם האנרגיה הפוטנציאלית של קפיץ תמיד חיובית?

k הוא ה אביב קבוע ו-A הוא התזוזה המקסימלית, ואז ה- אנרגיה פוטנציאלית במצבים קיצוניים הופך לאפס כך שההפרש נשאר זהה. לכן אנרגיה פוטנציאלית עקב א אביב או בשל כל כוח שמרני יכול להיות שלילי, אפס או חִיוּבִי.

כאשר האנרגיה הפוטנציאלית של קפיץ היא מינימלית?

ה אביב הוא נמתח הכי פחות, אז, ה אנרגיה פוטנציאלית של ה אביב נמצא ב-a מִינִימוּם . המסה מורמת גבוה ככל שתעלה, אז, ה אנרגיה פוטנציאלית בגלל כוח הכבידה הוא מקסימום. המסה נעצרת, אז הקינטית שלה אֵנֶרְגִיָה הוא אפס.