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輪ゴムを伸ばしたときのエネルギーは何ですか?

輪ゴムを伸ばすと、材料にポテンシャルエネルギーを保存しています。このポテンシャルエネルギーは、輪ゴムがその平衡位置になく、材料がストレスにさらされているという事実によるものです。輪ゴムをリリースすると、ポテンシャルエネルギーが運動エネルギーに変換され、輪ゴムが反動します。

伸びた輪ゴムに保存されているポテンシャルエネルギーの量は、輪ゴムバンドの材料特性、ストレッチの量、および輪ゴムバンドの横断面積によって決定されます。輪ゴムの材料特性は、材料がどれだけ硬いか、どれだけ伸ばすことができるかを決定します。ストレッチの量は、材料が平衡位置からどれだけ離れているかを決定します。輪ゴムバンドの断面領域は、どれだけの材料が伸びているかを決定します。

引き伸ばされた輪ゴムに保存されているポテンシャルエネルギーの式は次のとおりです。

PE =1/2 k x^2 a

どこ:

PEはジュール(J)のポテンシャルエネルギーです

Kは、1メートルあたりのニュートンの輪ゴムのバンドのスプリング定数(n/m)

xはメートル単位のストレッチの量(m)

Aは平方メートルの輪ゴムバンドの横断面積(m^2)

たとえば、スプリング定数が100 n/mの輪ゴムがある場合は、1メートルずつ伸ばし、輪ゴムバンドの断面積が0.001 m^2である場合、ゴムバンドに保存されているポテンシャルエネルギーは次のとおりです。

PE =1/2(100 n/m)(1 m)^2(0.001 m^2)=0.05 j

このポテンシャルエネルギーは、輪ゴムがリリースされると放出されます。

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