Soalan 10:
Rajah 7 menunjukkan graf daya melawan pemanjangan spring bagi spring keluli M dan spring keluli N.
(a) Hitungkan pemalar spring bagi spring keluli M.
(b) Berapakah tenaga keupayaan kenyal yang disimpan dalam spring keluli N apabila diregangkan sehingga pemanjangan spring 6 cm?
(c) Banding dan bezakan antara spring keluli M dengan spring keluli N.
Jawapan:
(a)
Spring M : daya F = 18 N permanjangan, x = 4 cm = 0.04 m
$$ \text { Pemalar spring bagi spring } \begin{aligned} M & =\frac{18}{0.04} \\ & =450 \mathrm{~N} \mathrm{~m}^{-1} \end{aligned} $$
(b)
Spring N: permanjangan, x
= 6 cm
= 0.06 m
$$ \begin{aligned} \text { tenaga keupayaan kenyal } & =\frac{1}{2} \times 0.06 \times 18 \\ & =0.54 \mathrm{~J} \end{aligned} $$
(c)
Graf untuk kedua-dua spring ialah satu garis lurus melalui titik asalan.
Kedua-dua spring mematuhi hukum Hooke.
Spring N mematuhi hukum Hooke sehingga pemanjangan yang lebih besar daripada spring M.
Kecerunan graf M > kecerunan graf N
Pemalar spring M > pemalar spring N
Spring M adalah spring dengan kekerasan yang lebih tinggi daripada spring N.
Apabila daya 18 N dikenakan, luas di bawah graf N lebih daripada luas di bawah graf M.
Spring N menyimpan lebih banyak tenaga keupayaan kenyal daripada spring M apabila kedua-dua spring diregang oleh daya yang sama.
Rajah 7 menunjukkan graf daya melawan pemanjangan spring bagi spring keluli M dan spring keluli N.
(a) Hitungkan pemalar spring bagi spring keluli M.
(b) Berapakah tenaga keupayaan kenyal yang disimpan dalam spring keluli N apabila diregangkan sehingga pemanjangan spring 6 cm?
(c) Banding dan bezakan antara spring keluli M dengan spring keluli N.
Jawapan:
(a)
Spring M : daya F = 18 N permanjangan, x = 4 cm = 0.04 m
$$ \text { Pemalar spring bagi spring } \begin{aligned} M & =\frac{18}{0.04} \\ & =450 \mathrm{~N} \mathrm{~m}^{-1} \end{aligned} $$
(b)
Spring N: permanjangan, x
= 6 cm
= 0.06 m
$$ \begin{aligned} \text { tenaga keupayaan kenyal } & =\frac{1}{2} \times 0.06 \times 18 \\ & =0.54 \mathrm{~J} \end{aligned} $$
(c)
Graf untuk kedua-dua spring ialah satu garis lurus melalui titik asalan.
Kedua-dua spring mematuhi hukum Hooke.
Spring N mematuhi hukum Hooke sehingga pemanjangan yang lebih besar daripada spring M.
Kecerunan graf M > kecerunan graf N
Pemalar spring M > pemalar spring N
Spring M adalah spring dengan kekerasan yang lebih tinggi daripada spring N.
Apabila daya 18 N dikenakan, luas di bawah graf N lebih daripada luas di bawah graf M.
Spring N menyimpan lebih banyak tenaga keupayaan kenyal daripada spring M apabila kedua-dua spring diregang oleh daya yang sama.
Soalan 11:
Suatu spring menyimpan tenaga keupayaan kenyal sebanyak 18 J apabila pemanjangan
spring ialah 4.0 cm. Berapakah daya yang diperlukan untuk meregangkan spring itu sehingga pemanjangan 3.0 cm?
Jawapan:
Tenaga keupayaan kenyal, EP = 18 J
Pemanjangan spring, x = 4.0 cm = 0.04 m
$$ \begin{aligned} E_{\mathrm{P}} & =\frac{1}{2} k x^2 \\ \frac{1}{2} \times k \times 0.04^2 & =18 \\ k & =22500 \mathrm{~N} \mathrm{~m}^{-1} \end{aligned} $$
$$ \text { Apabila } \begin{aligned} x & =3.0 \mathrm{~cm} \\ & =0.03 \mathrm{~m} \end{aligned} $$
$$ \begin{aligned} F & =k x \\ & =22500 \times 0.03 \\ & =675 \mathrm{~N} \end{aligned} $$
Suatu spring menyimpan tenaga keupayaan kenyal sebanyak 18 J apabila pemanjangan
spring ialah 4.0 cm. Berapakah daya yang diperlukan untuk meregangkan spring itu sehingga pemanjangan 3.0 cm?
Jawapan:
Tenaga keupayaan kenyal, EP = 18 J
Pemanjangan spring, x = 4.0 cm = 0.04 m
$$ \begin{aligned} E_{\mathrm{P}} & =\frac{1}{2} k x^2 \\ \frac{1}{2} \times k \times 0.04^2 & =18 \\ k & =22500 \mathrm{~N} \mathrm{~m}^{-1} \end{aligned} $$
$$ \text { Apabila } \begin{aligned} x & =3.0 \mathrm{~cm} \\ & =0.03 \mathrm{~m} \end{aligned} $$
$$ \begin{aligned} F & =k x \\ & =22500 \times 0.03 \\ & =675 \mathrm{~N} \end{aligned} $$
