Hvis en masse masse 10n strækker ledningen med 1,2 cm, hvad er det samlede arbejde udført?

forståelse af koncepterne

* arbejde: Arbejdet udføres, når en kraft forårsager en forskydning. Det beregnes som:

* arbejde (w) =kraft (f) × forskydning (d)

* Hooke's lov: Denne lov gælder for fjedre og elastiske materialer. Den siger, at den kraft, der udøves af en fjeder, er proportional med dens udvidelse eller komprimering.

* kraft (f) =fjederkonstant (k) × udvidelse (x)

Løsning af problemet

1. Konverter enheder:

* Fortrængningen gives som 1,2 cm, som skal konverteres til meter:1,2 cm =0,012 m.

2. Find fjederkonstanten (K):

* Vi kender kraften (10 n) og udvidelsen (0,012 m). Vi kan omarrangere Hookes lov for at løse for 'K':

* k =f / x =10 n / 0,012 m =833,33 N / m (ca.)

3. Beregn arbejdet:

* Nu hvor vi har forårskonstanten, kan vi beregne det udførte arbejde.

* Da kraften ikke er konstant (den øges med udvidelse), er vi nødt til at bruge den gennemsnitlige kraft:

* Gennemsnitlig kraft =(indledende kraft + endelig kraft) / 2

* I dette tilfælde er den indledende kraft 0 (når ledningen er utrukket), og den endelige kraft er 10 N.

* Gennemsnitlig kraft =(0 + 10 n) / 2 =5 n

* Arbejde =gennemsnitlig kraft × forskydning

* Arbejde =5 n × 0,012 m =0,06 Joules

Svar: Det samlede udførte arbejde er cirka 0,06 joules.