Berechnen Sie, wie um die potentielle und kinetische Energie in einem Frühling

In der Physik kann man untersuchen, wie viel Potenzial und kinetische Energie in einer Feder gespeichert wird, wenn Sie es komprimieren oder zu dehnen. Die Arbeit, die Sie komprimieren oder die Feder erstreckt sich in die Energie in der Feder gespeichert gehen müssen. Diese Energie wird aufgerufen elastische Energie und ist gleich der Kraft, F, mal dem Abstand, s:

W = fs

Wie Sie eine Feder dehnen oder komprimieren, ändert sich die Kraft, aber es ändert sich in linearer Weise (weil in Hookeschen Gesetz, Kraft auf die Verschiebung proportional ist).

Der Abstand (oder Versetzung), s, ist nur der Unterschied in der Position, x_f - x_ich, und die durchschnittliche Kraft (1/2) (F_f + F_ich). Daher können Sie die Gleichung wie folgt umschreiben:

Hookeschen Gesetz besagt, dass F = -kx. Daher können Sie ersetzen -kx_f und -kx_ich für F_f und F_ich:

Die Verteilung und die Gleichung zu vereinfachen gibt Ihnen die Gleichung für die Arbeit in Bezug auf die Federkonstante und Position:

Die Arbeit an der Feder getan ändert sich die potentielle Energie in der Feder gespeichert. Hier ist, wie Sie, dass die potentielle Energie geben, oder die elastische Energie:

Angenommen, eine Feder ist elastisch und hat eine Federkonstante, k, von

und Sie komprimieren die Feder um 10,0 Zentimeter. Sie speichern die folgende Menge an Energie in ihm:

Sie können auch beachten Sie, dass, wenn Sie die Feder loslassen mit einer Masse am Ende, die mechanische Energie (die Summe der potentielle und kinetische Energie) ist erhalten:

PE₁ + KE₁ = PE₂ + KE₂

Wenn Sie die Feder 10.0 Zentimeter komprimieren, wissen Sie, dass Sie # 8232;

Energie gespeichert werden. Wenn die bewegte Masse der Gleichgewichtspunkt erreicht und keine Kraft von der Feder auf die Masse wirkt, haben Sie maximale Geschwindigkeit und damit maximale kinetische Energie - an diesem Punkt wird die kinetische Energie ist

durch die Erhaltung der mechanischen Energie.