Examkin

Question

Difficulty: MediumEsneklik Potansiyel Enerjisi

Bir fizik laboratuvarında gerçekleştirilen deneyde, esnek bir yaya uygulanan kuvvet ile yayın uzama miktarı arasındaki ilişkiyi gösteren bir grafik elde edilmiştir. Bu grafiğe göre, yaya 80 N80\text{ N} büyüklüğünde kuvvet uygulandığında yayın 0,4 m0,4\text{ m} uzadığı görülmektedir.

Buna göre, bu yayın uzama miktarı 30 cm30\text{ cm} olduğunda yayda depolanan esneklik potansiyel enerjisi kaç Joule olur?

Answer: 9 Joule

Answer

Yayda depolanan esneklik potansiyel enerjisi 9 Joule'dür.
Verilen kuvvet ve uzama değerlerinden yayın yay sabiti k=200 N/mk = 200\text{ N/m} olarak hesaplanır. Uzama miktarı 30 cm=0,3 m30\text{ cm} = 0,3\text{ m} değerine dönüştürüldükten sonra Ep=12kx2E_p = \frac{1}{2} k x^2 esneklik potansiyel enerjisi formülünde yerine konulursa doğru yanıt 9 Joule9\text{ Joule} olarak elde edilir.

Step-by-Step Solution

1
Grafiğin eğiminden yararlanarak yayın yay sabitini (kk) bulunuz.
k=200 N/mk = 200\text{ N/m}
Hooke Yasası'na göre uygulanan kuvvet ile uzama miktarı arasında F=k⋅xF = k \cdot x ilişkisi vardır. Verilen F=80 NF = 80\text{ N} ve x=0,4 mx = 0,4\text{ m} değerleri yerine yazıldığında yay sabiti elde edilir.
2
Uzama miktarını (30 cm30\text{ cm}) SI birim sistemindeki metre (m) cinsine dönüştürünüz.
x=0,3 mx = 0,3\text{ m}
Fizikte enerji hesaplamalarında standart SI birimleri kullanılmalıdır. Bu nedenle santimetre cinsinden verilen uzama miktarı metreye çevrilir.
3
Esneklik potansiyel enerjisi formülünü kullanarak depolanan enerjiyi hesaplayınız.
Ep=9 JE_p = 9\text{ J}
Esneklik potansiyel enerjisi Ep=12kx2E_p = \frac{1}{2} k x^2 formülüyle hesaplanır. Hesaplanan k=200 N/mk = 200\text{ N/m} ve x=0,3 mx = 0,3\text{ m} değerleri formülde yerine yazıldığında sonuç 9 Joule9\text{ Joule} olarak bulunur.

Key Concept

Esneklik potansiyel enerjisi hesaplanırken Hooke Yasası yardımıyla yay sabiti bulunur ve enerjinin uzama miktarının karesi ile doğru orantılı olduğu dikkate alınarak işlem yapılır. Bu süreçte birimlerin SI birim sistemine (metre) uygun olması kritik önem taşır.
Rate this question

Topics

Esneklik Potansiyel Enerjisi

More questions from this topic