Potentiell energi i en elastisk fjäder uppstår från -arbetet som gjorts för att deformera våren . Här är en uppdelning:
1. Hookes lag:
- Springs följer Hookes lag, som säger att kraften som krävs för att sträcka eller komprimera en vår är proportionell mot förskjutningen från dess jämviktsposition. Matematiskt uttrycks detta som: f =-kx
- f: Stam applicerad
- k: Vårkonstant (ett mått på vårens styvhet)
- x: Förskjutning från jämvikt
2. Arbete gjort:
- När du sträcker eller komprimerar en vår utövar du en kraft mot vårens återställningsstyrka. Denna kraft fungerar på våren.
- Arbetet som görs för att deformera våren lagras som Potential Energy (PE) .
3. Beräkning av potentiell energi:
- Den potentiella energin lagrad i en fjäder beräknas med följande formel: PE =(1/2) kx²
- PE: Potentiell energi
- k: Fjäderkonstant
- x: Förskjutning från jämvikt
4. Energilagring:
- Den lagrade potentiella energin på våren representerar förmågan att göra arbete. När du släpper våren kommer den att utöva en kraft och återgå till dess jämviktsposition.
- Denna kraft kan användas för att utföra arbete, som att driva en massa eller driva en mekanism.
I huvudsak är den potentiella energin som lagras i en vår ett direkt resultat av det arbete som gjorts för att deformera det. Denna energi är då tillgänglig för att göra arbete när våren släpps.
Exempel:
Föreställ dig en fjäder med en fjäderkonstant på 100 N/m. Du sträcker den med 0,2 meter.
- arbetet gjort: Arbete =(1/2) * 100 n/m * (0,2 m) ² =2 joules
- Potentiell energi lagrad: PE =2 Joules
Därför har våren lagrat 2 joules av potentiell energi, redo att omvandlas till kinetisk energi när den frigörs.
