Esneklik Potansiyel Enerjisi Formülü, Sorular ve Cevapları

0
Advertisement

Esneklik potansiyel enerjisi nedir ve nasıl hesaplanır? Esneklik potansiyel enerjisinin formülü, hesaplanması, örnek soru ve cevaplar

Esneklik Potansiyel Enerjisi

Potansiyel enerji, bir sistemde depolanan enerjidir. Kinetik enerjiye dönüştürülme olasılığı veya potansiyeli vardır. Esneklik potansiyel enerjisi, denge konumundan x uzakta gerilmiş veya sıkıştırılmış bir yay içinde saklanır. Konum x = 0 her zaman yayın doğal, sıkışmamış veya gerilmemiş konumudur. Yayların ne kadar sert olduğunu tanımlayan kendi doğal “yay sabitleri” vardır. K harfi yay sabiti için kullanılır ve N / m birimine sahiptir. Tüm iş ve enerji gibi potansiyel enerji birimi, 1 J = 1 N ∙ m = 1 kg m² / s² olduğu Joule (J) ‘dir.

Potansiyel enerji = 1/2x(yay sabiti)x(denge uzaklık)²
\displaystyle U=\frac{1}{2}k{{x}^{2}}
U = belirli bir konumdaki yayın potansiyel enerjisi
k = yaya özgü yay sabiti, N / m birimi
x = yayın dengeden uzaklaşması veya sıkıştırılacağı mesafe

Örnekler:

1) Yay sabiti k = 7.50 N / m olan bir yay, denge konumundan 0.40 m uzatılmıştır. İlkbaharda depolanan potansiyel enerji nedir?

Yanıt:

Yay, denge durumundan x = 0.40 m kadar çekiliyor. Potansiyel enerji aşağıdaki formül kullanılarak bulunabilir:
\displaystyle U=\frac{1}{2}k{{x}^{2}}
\displaystyle U=\frac{1}{2}\left( 7,5N/m \right){{\left( 0,4m \right)}^{2}}=0,6N.m=0,6j

Advertisement

0.40 m gerilince yay tarafından depolanan esneklik potansiyel enerjisi 0.60 J.’dir.

2) Yay sabiti k = 800 N / m olan bir yay sıkıştırılmış ve 196 J potansiyel enerji depolanmıştır. Yay denge konumundan ne kadar sıkıştırılmıştır ?

Cevap:

Yayın yay sabiti k = 800 N / m’dir ve potansiyel enerji U = 196 J.’dir. Mesafeyi bulmak için denklemi yeniden düzenleyelim:

\displaystyle U=\frac{1}{2}k{{x}^{2}}\to \frac{U}{1/2k}={{x}^{2}}
\displaystyle \to \sqrt{\frac{U}{1/2k}}=x
\displaystyle \to x=\sqrt{\frac{2U}{k}}

Böylelikle yayın sıkıştırıldığı mesafeyi bulmak için;

\displaystyle x=\sqrt{\frac{2U}{k}}=\sqrt{\frac{2\left( 196j \right)}{800N/m}}=\sqrt{0,49{{m}^{2}}}=0,7m
Yay 0.70 m sıkıştırılmış ve U = 196 J esneklik potansiyel enerjisi depolanmıştır.

Advertisement


Leave A Reply