Kezdőoldal » Közoktatás, tanfolyamok » Házifeladat kérdések » Egy rugót feszítetlen állapotá...

Egy rugót feszítetlen állapotából W munkával lehet delta L-lel megnyújtani. Mennyi munkával lehet egy újabb delta L-lel megnyújtani, hogy a rugó hossza l2=lnull+2*deltaL legyen?

Figyelt kérdés
A megoldás módja érdekelne.
2015. aug. 12. 10:11
 1/1 anonim ***** válasza:

Tegyük fel hogy a rugónk a vizsgált tartományban lineáris, azaz valamely dF elemi erő, és a hatására bekövetkező dy elemi megnyúlás közt lineáris kapcsolat van, melyet jellemezzen egy k konstans (rugómerevség), így:


dF=k*dy, amit F(y)-ra megoldva:


F(y)=k*y+F0, ahol F0 a kezdeti előfeszített állapothoz tartozó erő, értéke nyílván F0=k*L0.


Az F(y) erő valamely dy úton,


F(y)*dy=(k*y+F0)*dy


elemi munkát végez, feltéve hogy az erő az elmozdulás irányába esik (ha nem, akkor vonalintegrálokkal kéne bohóckodni...).


Integrálva az egyenletet azonnal adódik, hogy az F(y) erő munkája:


W(y)=(1/2)*k*y^2+F0*y+W0, itt W0, a kezdeti állapotban már betáplált munka:


W0=W(y=0)=(1/2)*k*L0^2, ezzel tehát:


W(y)=(1/2)*k*y^2+F0*y+(1/2)*k*L0^2,


amit teljes négyzetté alakítva:


W(y)=(1/2)*k*[y+L0]^2.


Ebből rögtön következik, hogy újabb 2*delta(L) megnyúlás esetén:


W2=W(y=2*delta(L))=(1/2)*(L0+2*gyök2*gyök(W/k))^2 lesz az összes betáplált munka.


Ez az érték valójában a rugó által tárolt energiával egyenlő, azaz a megfeszítést okozó erő munkáját is tartalmazza.


Ha a kezdeti nyúlás zérus, azaz a rugó feszítetlen kezdetben, akkor


W2=4*W,


azaz négyszer akkora munkát kell befektetni, kétszeres megnyúlás létrehozásához.

2015. aug. 12. 15:34
Hasznos számodra ez a válasz?

Kapcsolódó kérdések:





Minden jog fenntartva © 2024, www.gyakorikerdesek.hu
GYIK | Szabályzat | Jogi nyilatkozat | Adatvédelem | Cookie beállítások | WebMinute Kft. | Facebook | Kapcsolat: info(kukac)gyakorikerdesek.hu

A weboldalon megjelenő anyagok nem minősülnek szerkesztői tartalomnak, előzetes ellenőrzésen nem esnek át, az üzemeltető véleményét nem tükrözik.
Ha kifogással szeretne élni valamely tartalommal kapcsolatban, kérjük jelezze e-mailes elérhetőségünkön!