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弹簧弹性势能公式(弹簧弹性势能公式微元法推导)

卷簧的弹性势能怎么算?

质量为m的物体从光滑斜面上的A点由静止滑下,与固定在斜面上并且沿斜面方向放置的轻质弹簧接触,将弹簧压缩至最低点B,试求物体在B点时弹簧的弹性势能。(已知AB=s,斜面倾角为θ,弹簧原长在A点)

想问一下为什么不能根据在B点 mgsinθ=F,然后用平均力求

势能=1/2*mgsinθ/s*s^2=mgsinθs/2 ,而答案是根据重力做功来做的

弹簧弹力公式是什么?

弹簧的弹力计算公式:F=-kx,其中:k是弹性系数,x是形变量。

弹簧常数k

弹簧的伸长和回复力之间关系的“大小”封装在弹簧常数k的值中。 弹簧常数显示将弹簧(或一片弹性材料)压缩或伸展给定距离需要多少力。 如果考虑单位的含义,或者检查胡克定律公式,您会发现弹簧常数的作用力单位是距离,因此,SI单位是牛顿/米。

弹簧常数的值对应于所考虑的特定弹簧(或其他类型的弹性物体)的属性。 较高的弹簧常数意味着较难拉伸的较硬弹簧(因为给定位移x,合力F将较高),而较容易拉伸的较松散的弹簧将具有较低的弹簧常数。 简而言之,弹簧常数表征了所讨论弹簧的弹性特性。

弹性势能是另一个与胡克定律有关的重要概念,它表征了弹簧在拉伸或压缩时存储在弹簧中的能量,当释放弹簧时,弹簧可以施加恢复力。 压缩或拉伸弹簧会将赋予的能量转换为弹性势,释放弹簧时,弹簧返回其平衡位置时,该能量会转换为动能。

胡克定律的方向

毫无疑问,您会注意到胡克定律中的减号。 与往常一样,“正”方向的选择最终始终是任意的(您可以将轴设置为沿任意方向运行,并且物理原理完全相同),但是在这种情况下,负号是请注意,这种力量是一种恢复力量。 “回复力”是指该力的作用是使弹簧返回其平衡位置。

如果您将弹簧末端的平衡位置(即未施加力的“自然”位置)称为x= 0,则伸展弹簧将产生正x,力将沿负方向作用(即回到x= 0)。 另一方面,压缩对应于x的负值,然后力沿正方向作用,再次朝着x=0。无论弹簧的位移方向如何,负号均表示力将其向后移动在相反的方向。

当然,弹簧不必沿x方向移动(您也可以用y或z代替地写胡克定律),但是在大多数情况下,涉及定律的问题是一维的,这称为x为方便起见。

弹性势能方程

如果您想学习使用其他数据来计算k,那么弹性势能的概念(与本文的弹簧常数一起引入)非常有用。 弹性势能方程将位移x和弹簧常数k与弹性势能PEel相关联,并且其基本形式与动能方程相同:

PE_ {el} = \ frac {1} {2} kx ^ 2

作为能量的一种形式,弹性势能的单位是焦耳(J)。

弹性势能等于完成的功(忽略热量损失或其他浪费),如果您知道弹簧的弹簧常数,则可以根据弹簧拉伸的距离轻松地计算出弹性势能。 类似地,如果您知道拉伸弹簧的工作量(因为W=PEel)以及弹簧被拉伸了多少,则可以重新安排该方程式以找到弹簧常数。

弹力的方向与物体形变方向相反的情况

(1)轻绳的弹力方向沿绳指向绳收缩的方向。

(2)压力、支持力的方向总跟接触的面垂直,面与面接触,点与面接触,都是垂直于面;点与点的接触要找两接触点的公切面,弹力垂直于这个公切面指向被支持物。

(3)二力杆件(即只有杆的两端受力,中间不受力(包括杆本身的重力也忽略不计),叫二力杆件),弹力必沿杆的方向。一般杆件,受力较为复杂,应根据具体条件分析。

(4)杆:弹力方向是任意的,由它所受外力和运动状态决定。

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弹簧的弹性势能

1、物体向左移动最大距离L时,恒力L做功为W=FL,这时弹簧势能为E=FL,而由弹性势能公式E=kL^2/2,则可得k=2F/L,此时,弹簧的最大弹力为f=kL=2F

以上回答你满意么?

怎样计算弹性势能

弹性势能=弹力做功=∫(0-x) kx*dx =1/2 k*x^2 。其中,k为弹性系数,x为压缩量。 弹性势能的计算公式

注意:此公式中的x 必须在弹簧的弹性限度内。 弹力做功与弹性势能变化的关系:弹力做正功,弹性势能减少,弹力做负功,弹性势能增加。弹性势能的定义:发生弹性形变的物体各部分之间,由于有弹力的相互作用而具有势能,这种势能就是叫做弹性势能

计算 弹簧 弹性势能 的公式?

弹性势能=k·x/2平方

推导:设弹簧伸长了x,将其分为n份,每份为x/n,n趋向于无穷,可视为x1/n=x2/n.

弹性势能=弹力做功=kx/n*x/n+k2x/n*x/n+ +knx/n*x/n

=kx^2/n^2(1+2+ +n)=kx^2/n^2*(n)(n+1)/2,

因为n趋向于无穷,所以n^2*(n)(n+1)=1

原式=k·x/2平方

注:没有学过微积分时,高一老师的证明方法.

弹簧的弹性势能怎么计算?

弹性势能计算公式如图所示:

其中,k为弹性系数,x为形变量。注意:此公式中的x 必须在弹簧的弹性限度内。我们还可以从另外一种角度看弹力做功问题,功=力X距离。我们知道力和距离的图象中,曲线围成的面积就是做的功的大小。

类别:

势能分为重力势能、磁场势能、弹性势能、分子势能、电势能、引力势能等。势能是无限能源。

1、重力势能。

(gravitational potential energy)是物体因为重力作用而拥有的能量,公式为EP=mgh (m 质量,g应取9.8N/kg,h物体据水平面的高度)。

2、磁场势能。

是由磁场引力或斥力使物体间相对位置发生变化;物质被磁化或退磁使物质内部特性发生改变的能量叫磁场势能。(磁场是非保守场,是有旋场,而势能应该是存在于有势场,有势场的条件之一就是无旋场,因此我质疑磁场势能的说法)。

3、弹性势能。

(elastic potential energy)是物体因为弹性形变而具有的能量。公式为EP=1/2 kx^2。

4、分子势能。

是分子间的相互作用力而产生的能量,分为斥力和引力。在平衡位置时相对平衡,小于平衡位置时表现为斥力,大于平衡位置时表现为引力。但无论何时,引力与斥力都是同时存在的。

如何计算弹簧的弹性势能

计算弹簧的弹性势能公式:

弹性势能简介:发生弹性形变的物体的各部分之间,由于有弹力的相互作用,也具有势能,这种势能叫做弹性势能(elastic

potential

energy)。同一弹性物体在一定范围内形变越大,具有的弹性势能就越多,反之,则越小。

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