Elastisk potentiell energi är energin lagrad i ett objekt på grund av dess deformation. Denna deformation kan vara sträckning, komprimering eller böjning.
Så här bestämmer du elastisk potentiell energi:
1. Förstå formeln:
Formeln för elastisk potentiell energi (U) är:
u =(1/2) * k * x²
Där:
* u: Elastisk potentiell energi (mätt i Joules)
* k: Vårkonstant (mätt i newton per meter (N/M))
* x: Förskjutning från jämvikt (mätt i meter)
2. Identifiera fjäderkonstanten (k):
Vårkonstanten är ett mått på objektets styvhet. Det är specifikt för objektets material och form.
* för fjädrar: Vårkonstanten ges vanligtvis i problemet eller kan bestämmas experimentellt genom att mäta den kraft som krävs för att sträcka eller komprimera fjädern ett visst avstånd.
* för andra objekt: Du kan behöva konsultera en tabell eller använda en formel för att bestämma fjäderkonstanten baserat på objektets materialegenskaper och geometri.
3. Bestäm förskjutningen (x):
Förskjutningen är det avstånd som objektet har deformerats från dess jämviktsposition.
* för fjädrar: Detta är avståndet som våren sträcker sig eller komprimeras utöver dess naturliga längd.
* för andra objekt: Detta kan vara mängden böjning eller sträckning som har inträffat.
4. Anslut värdena till formeln:
När du har fjäderkonstanten (k) och förskjutning (x), ansluta dem helt enkelt till formeln och beräkna den elastiska potentiella energin.
Exempel:
En fjäder med en fjäderkonstant på 20 N/m sträcker sig 0,5 meter från dess jämviktsläge. Beräkna den elastiska potentiella energin som lagras på våren.
* k =20 n/m
* x =0,5 m
u =(1/2) * k * x² =(1/2) * 20 N/m * (0,5 m) ² =2,5 joules
Därför är den elastiska potentiella energin som lagras på våren 2,5 joules.
Viktiga anteckningar:
* Denna formel är giltig för objekt som uppför sig elastiskt, vilket innebär att de återgår till sin ursprungliga form efter att deformationen har tagits bort.
* Den elastiska potentiella energin lagras i objektet och kan omvandlas till andra former av energi, som kinetisk energi, när objektet släpps.
Genom att följa dessa steg kan du beräkna den elastiska potentiella energin lagrad i alla objekt som upplever elastisk deformation.
