잠재적 에너지 스프링

스트레칭 스프링을 압축하거나 연장 할 때마다, 우리는 반대 방향으로 적용되는 힘과 동등한 힘을 경험합니다. 그러나 스트레스가 완화 되 자마자 스프링은 원래 모양으로 돌아갑니다. 스프링 잠재적 에너지는 그것이 불리는 것입니다.

스프링의 잠재적 에너지

자동차 충격 흡수 장치에서 부엌 가스 조명에 이르기까지 실질적으로 우리 삶의 모든 기계적 부분에서 봄을 찾을 수 있습니다. 스프링은 변형 한 다음 원래 상태로 돌아갈 수있는 능력 이후 사용됩니다. 스프링이 늘어나거나 압축되면 반대 방향으로 힘이 생깁니다. 스프링이 평균 위치와 다를 때마다 해당 지점으로 돌아 가려고합니다. Hooke의 법칙은 봄에 저장된 에너지 분석에 도움이되는이 힘을 결정합니다.

Hooke 's Law

금속 스프링 또는 로프를 포함한 탄성 물체는 스트레칭을해야합니다. 탄성 물체가 늘어나거나 압박되면 탄성이라고합니다. 힘을 발휘하여 모양의 변화에 저항하려고합니다. Hooke의 법칙은이 힘을 제공합니다. 봄의 힘은 항상 변형의 반대 방향으로 작용하기 때문에 복원력으로 알려져 있습니다.

Hooke의 법칙에 따르면

짧은 범위의 경우 금속 스프링을 포함하여 탄성 물체를 늘리는 데 필요한 힘은 스프링의 확장에 정확히 비례합니다. 회복력이 반대 방향으로 이루어지기 때문에 부정적인 부호가 사용됩니다.

여기서 x는 포디가없는 길이와 관련하여 스프링의 변위이고 F는 그것이 가하는 힘이다. 그런 다음,

f =-kx

스프링 상수 K는 여기에 사용됩니다.

잠재적 에너지

우주, 장력 또는 전하에서 상대적으로 움직일 수없는 위치의 결과로 품목이 소유 한 에너지를 잠재적 에너지라고합니다. 잠재적 에너지는 두 가지 기본 에너지 형태 중 하나이며 운동 에너지는 다른 것입니다.

잠재적 에너지는 물체가 고정 위치의 결과로 유지되는 에너지입니다. 잠재적 에너지는 정적 위치에있는 신체의 본질 에너지입니다.

잠재적 에너지의 두 가지 유형은 탄성 전위 에너지와 중력 전위 에너지입니다.

탄성 전위 에너지

탄성 전위 에너지는 트램폴린, 고무 밴드 및 번지 코드를 포함하여 신장 또는 확장 할 수있는 재료에 저장된 에너지입니다. 물체의 확장 능력은 탄성 전위 에너지에 비례합니다. 장난감 비행기 또는 코일 스프링을 와인드 업 클록에서 추진하는 트위스트 고무 밴드와 같은 많은 물체는 탄성 전위 에너지를 저장하도록 설계되었습니다.

탄성 전위 에너지는 다음 공식을 사용하여 계산됩니다.

u =1/2kx²

여기,

여기서,

U는 탄성 전위 에너지입니다.

k는 스프링 힘의 상수입니다.

x는 미터로 늘릴 때 문자열의 길이입니다.

중력 전위 에너지

위치의 변화의 결과로, 중력장의 물체는 중력 전위 에너지를 얻습니다. 중력 전위 에너지는 단순한 단어로 중력이나 중력과 관련된 에너지입니다.

중력 전위 에너지는 다음 방정식을 사용하여 계산됩니다.

gpe =m × g × H

m은 kg에서 질량을 말합니다.

문자 G는 중력 가속을 나타냅니다.

H는 높이를 나타냅니다.

스프링 전위 에너지의 개념

스프링은 표준 도구이며 작은 질량으로 인해 관성이 일반적으로 무시됩니다. 스프링이 긴장 될 때마다 일반적으로 발생하며 압축으로 인해 변형됩니다. 결과적으로, 스프링이 신체를 압축하거나 연장 할 때, 그것은 동등하고 반대의 힘을 발휘합니다.

스프링, 고무 밴드 또는 분자와 같은 압축 또는 신축성 물질에 저장된 에너지입니다. 그것은 운동의 거리를 곱한 힘입니다.

봄에는 정상적인 위치에있을 때 에너지가 없으며, 긴장되지 않습니다. 이것은 스프링과 같은 특정 탄성 물체의 변형에 의해 발생합니다. 또한 스프링을 스트레칭하는 과정을 나타냅니다.

스프링 잠재적 에너지 공식

객체가 미리 정해진주기에서 움직임을 반복 할 때마다 주기적으로 움직이는 것으로 알려져 있습니다. 진동은 이러한 유형의 움직임에 대한 또 다른 용어입니다. 봄과 진자 움직임은 간단한 사례이지만 진동이 발생하는 수많은 추가 상황이 있습니다. 주기적 운동의 가장 중요한 특성 중 하나는 항목이 안정적인 평형 위치를 유지한다는 것입니다.

회복력도 문자열에도 작동하므로 문자열은 잠재적 에너지가 있음을 의미합니다.

봄 공식의 잠재적 에너지

문자열 전위 에너지 =힘 × 거리 또는 변위

결과적으로 힘은 스프링 상수의 변위와 동일합니다.

봄의 잠재적 에너지는 다음과 같습니다.

p.e =1 ⁄ 2k × x²