Como calcular a energia potencial e cinética em uma mola

Na física, você pode examinar a quantidade de energia potencial e cinética é armazenada em uma mola quando você compactar ou esticá-lo. O trabalho que você faz comprimir ou esticar a mola deve ir para a energia armazenada na mola. Essa energia é chamada energia potencial elástica e é igual à força, F, vezes a distância, s:

W = Fs

Como você esticar ou comprimir uma mola, a força varia, mas varia de forma linear (porque na lei de Hooke, a força é proporcional ao deslocamento).

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A distância (ou deslocamentos), s, é apenas a diferença de posição, xf - xEu, e a força média é (1/2) (Ff + FEu). Portanto, você pode reescrever a equação da seguinte forma:

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A lei de Hooke diz que F = -kx. Portanto, você pode substituir -kxf e -kxEu para Ff e FEu:

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Distribuição e simplificando a equação dá-lhe a equação para o trabalho em termos da constante de mola e posições:

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O trabalho realizado na primavera muda a energia potencial armazenada na mola. Veja como você dar esse potencial energético, ou a energia potencial elástica:

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Por exemplo, suponhamos que uma mola é elástica e tem uma constante de mola, K, do

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e você comprimir a mola por 10,0 centímetros. Você armazena a seguinte quantidade de energia nele:

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Você também pode notar que quando você deixa a mola ir com uma massa no final do mesmo, a energia mecânica (a soma da energia potencial e cinética) é conservada:

PE1 + KE1 = PE2 + KE2

Quando você comprimir a mola 10,0 centímetros, você sabe que você tem # 8232;

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de energia armazenada. Quando a massa em movimento atinge o ponto de equilíbrio e nenhuma força a partir da primavera está agindo sobre a massa, você tem velocidade máxima e energia, portanto, cinética máxima - nesse ponto, a energia cinética é

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pela conservação da energia mecânica.

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