Energia potencjalna sprężystości

Energia potencjalna sprężystości  jest związana ze sprężystym odkształceniem ciała w wyniku działającej siły. Odkształcenie sprężyste to takie, przy którym ciało odkształcone, samorzutnie powraca do stanu pierwotnego po ustaniu działania sił naprężających. Przykładami odkształceń sprężystych mogą być: resory w samochodach, cięciwa i łuk, różnego rodzaju sprężyny.
Energia potencjalna sprężystości wyraża się następującym wzorem:
E _{p}= \frac{kx ^{2} }{2}
gdzie: k – współczynnik sprężystości danej sprężyny, x – odległość o jaką została rozciągnięta sprężyna.

Z powyższego równania wynika, że im mocniej rozciągniemy daną sprężynę, tym więcej energii zgromadzimy np. im mocniej napniemy cięciwę łuku tym strzała po jej zwolnieniu będzie miała większą prędkość i dalej poleci. Współczynnik sprężystości natomiast jest wielkością charakteryzującą daną sprężynę. Zdefiniowany jest następująco:

k= \frac{F}{x}
 
gdzie: F jest siłą powodującą wydłużenie x. Im ciało ma większy współczynnik sprężystości tym trudniej jest je rozciągnąć (trzeba użyć większej siły).
Jednostką współczynnika sprężystości jest niuton na metr (N/m), a jednostką energii sprężystości oczywiście dżul (J).

Energia potencjalna sprężystości - przykład.

Działając siłą o wartości 100N rozciągnięto sprężynę o 2 cm. Jak dużą energię potencjalną sprężystości otrzymało to ciało?

Dane:                                        Szukane:
F = 100N                                    Ep = ?
x = 2 cm = 0,02m

Rozwiązanie:
 
E _{p} = \frac{kx ^{2} }{2}

 k= \frac{F}{x}
Wstawiając drugie równanie do pierwszego otrzymamy:
 
E _{p}= \frac{ \frac{F}{x} \cdot x ^{2}  }{2}

E _{p}= \frac{Fx}{2}  = \frac{100N \cdot 0,02m}{2} =1J

Polecamy również:

  • Energia kinetyczna

    Energia kinetyczna ciała to energia związana z jego ruchem względem danego układu odniesienia. Energia kinetyczna ciała wyraża się wzorem: Więcej »

  • Energia potencjalna grawitacji dla pola jednorodnego

    Aby jednoznacznie określić wartość energii potencjalnej należy najpierw umówić się, że wartość energii dla dowolnie wybranego rozmieszczenia ciał przyjmuje dowolnie wybraną wartość np. 0, a następnie obliczyć zmianę tej wartości przy  przejściu po dowolnie wybranym torze do innego rozmieszczenia ciał. Więcej »

Komentarze (3)
Wynik działania 2 + 2 =
Natasza
2020-04-08 13:22:52
Dziękuję ^^
A
2019-03-31 15:00:57
Dziękuje
M
2019-01-12 20:46:14
xd
Ostatnio komentowane
jsha
lol xd • 2021-09-21 19:01:58
dizeki bardzo, gang sicario$ pozdrawia
sentino • 2021-09-21 18:53:22
extra dziękuje
lol • 2021-09-21 15:40:54
kozacki material
johncena • 2021-09-21 14:35:44
dzięki zrobiliście mi zadanie z polaka
Twoja Stara • 2021-09-20 16:27:02