Como determinar energia potencial elástica

A energia potencial elástica é a energia armazenada em um objeto devido à sua deformação. Essa deformação pode estar alongada, compactação ou flexão.

Veja como determinar energia potencial elástica:

1. Entenda a fórmula:

A fórmula para energia potencial elástica (u) é:

u =(1/2) * k * x²

Onde:

* u: Energia potencial elástica (medido em Joules)
* k: Constante de mola (medida em Newtons por metro (N/M))
* x: Deslocamento do equilíbrio (medido em metros)

2. Identifique a constante da mola (k):

A constante da mola é uma medida da rigidez do objeto. É específico para o material e a forma do objeto.

* para molas: A constante da mola geralmente é dada no problema ou pode ser determinada experimentalmente medindo a força necessária para esticar ou comprimir a mola a uma certa distância.
* Para outros objetos: Pode ser necessário consultar uma tabela ou usar uma fórmula para determinar a constante de mola com base nas propriedades do material e na geometria do objeto.

3. Determine o deslocamento (x):

O deslocamento é a distância em que o objeto foi deformado de sua posição de equilíbrio.

* para molas: Esta é a distância que a mola é esticada ou compactada além de seu comprimento natural.
* Para outros objetos: Essa pode ser a quantidade de flexão ou alongamento que ocorreu.

4. Conecte os valores à fórmula:

Depois de ter a constante de mola (k) e o deslocamento (x), basta conectá -los à fórmula e calcular a energia potencial elástica.

Exemplo:

Uma mola com uma constante de mola de 20 n/m é esticada a 0,5 metros da sua posição de equilíbrio. Calcule a energia potencial elástica armazenada na primavera.

* k =20 n/m
* x =0,5 m

u =(1/2) * k * x² =(1/2) * 20 n/m * (0,5 m) ² =2,5 joules

Portanto, a energia potencial elástica armazenada na primavera é de 2,5 joules.

Notas importantes:

* Esta fórmula é válida para objetos que se comportam elasticamente, o que significa que eles retornam à sua forma original após a remoção da deformação.
* A energia potencial elástica é armazenada dentro do objeto e pode ser convertida em outras formas de energia, como a energia cinética, quando o objeto é liberado.

Seguindo essas etapas, você pode calcular a energia potencial elástica armazenada em qualquer objeto que sofra deformação elástica.