Menu

Начать обучение

Потенциальная энергия упругости

Часть раздела Механика путешествия по Physics на Coddy. Урок 61 из 97.

Растяжение или сжатие пружины требует работы, и пружина запасает её в виде потенциальной энергии упругой деформации: площади под графиком F-x.

График силы пружины F в зависимости от растяжения x: прямая F = kx проходит через начало координат; треугольник под ней, до растяжения x и силы kx, закрашен

Запасённая энергия равна площади закрашенной области: половине произведения x на kx.

$\mathrm{PE}_{\text{spring}} = \tfrac{1}{2} k x^2$

$x$ измеряется от естественной длины. Удвоенное растяжение запасает в четыре раза больше энергии.

Задание

Эспандер ведёт себя как пружина. При растяжении на $0.2\ \mathrm{m}$ он накапливает $6\ \mathrm{J}$ упругой энергии $\relax E_{s}$ . Найди жёсткость пружины $k$ .

Попробуйте сами

Physics diagram: plot

Выразить $k$

Проверьте себя

В этом уроке есть небольшой тест. Начните урок, чтобы ответить на вопросы и сохранить прогресс.

Все уроки раздела Механика

1Введение

Что такое физика?Ваше первое уравнение Преобразуем правило

4Наклонные плоскости

Силы на наклонной плоскости Составляющие силы тяжести Наклонная плоскость без трения Наклонная плоскость с трением Соскользнёт ли?Повторение — задача на наклонную плоскость

7Движение снаряда

Независимые оси Горизонтальный бросок Бросок под углом Дальность и максимальная высота Повторение — попадание в цель

10Работа и энергия

Работа Кинетическая энергия Теорема о работе и энергии Потенциальная энергия тяжести Закон сохранения энергии Мощность Повторение — американские горки

13Импульс и количество движения

Количество движения Импульс силы Закон сохранения количества движения Упругие столкновения Неупругие столкновения Повторение — воздушная дорожка

16Простое гармоническое движение

Что такое простое гармоническое движение?Груз на пружине Маятник Графики простого гармонического движения Энергия при простом гармоническом движении Повторение — осциллятор

2Векторы и законы Ньютона

Прямоугольные треугольники Что такое вектор?Сложение векторов Оси и направления Компоненты вектора Силы вокруг нас Трение и натяжение Первый закон Ньютона Второй закон Ньютона Третий закон Ньютона Повторение — равнодействующая сила

5Кинематика в одном измерении

Положение и перемещение Скорость Ускорение Графики движения Уравнения движения Повторение — торможение автомобиля

8Кинематика и законы Ньютона

От сил к движению От движения к силам Двухэтапное движение Повторение: лифт

11Пружины

Закон Гука Пружины, соединённые последовательно Пружины, соединённые параллельно Повторение: пружинные весы

14Импульс в 2D

Импульс как вектор Столкновения в 2D Взрывы Повторение: бильярд

17Гравитация

Закон всемирного тяготения Гравитация и высота Спутники Законы Кеплера Гравитационная энергия Скорость убегания Энергия спутника Повторение — миссия на орбиту

3Трение

Что такое трение?Трение покоя Кинетическое трение Трение и законы Ньютона Повторение — скользящий ящик

6Вертикальное движение

Свободное падение Бросок вверх Время в воздухе Повторение — падение мяча

9Проект: дрон-доставщик

Постановка задачи Тяга при взлёте Набор высоты Полёт и торможение Сброс посылки

12Упругая энергия

Потенциальная энергия упругостиПружинные пусковые устройства Энергия пружин Повторение — пружинное пусковое устройство

15Круговое движение

Равномерное движение по окружности Центростремительное ускорение Движение по горизонтальной окружности Движение по вертикальной окружности Мёртвая петля Повторение — автомобиль на повороте

18Итоговые испытания

Повторение — рампа для трюков Повторение — краш-тест Повторение — космический зонд