バネは10cm縮みますが、どのくらいの仕事ができるでしょうか

10 cm 圧縮されたバネがあります。ここで、圧縮の終わりに作用する弾性力が 150 N である場合、15 cm に圧縮するにはどのくらいの仕事が必要になるかを調べたいと思います。

この問題を解決するには、次の公式を使用して、バネが変形したときに弾性力によって行われる仕事を計算する必要があります。

$$W = \frac{1}{2}kx^2,$$

ここで、$W$ は弾性力によって行われる仕事、$k$ はバネの弾性係数、$x$ はバネの変形量です。

ばねを 15 cm に圧縮するために必要な仕事を見つけるには、ばねを 15 cm 圧縮するときに行われる仕事と、ばねを 10 cm 圧縮するときに行われる仕事の差を計算する必要があります。

$$W_{15} - W_{10} = \frac{1}{2}k(15^2 - 10^2),$$

ここで、$W_{15}$ はバネが 15 cm 圧縮されたときに弾性力によって行われる仕事、$W_{10}$ はバネが 10 cm 圧縮されたときに弾性力によって行われる仕事です。

仕事値を計算するには、弾性係数 $k$ を見つける必要があります。これを行うには、フックの法則を使用できます。

$$F = kx,$$

ここで、$F$ はバネに作用する弾性力、$k$ はバネの弾性係数、$x$ はバネの変形量です。

問題の条件から、ばねを 10 cm に圧縮したときにばねに働く弾性力は 150 N に等しいことがわかります。また、ばねを 10 cm に圧縮したときの変形は 10 cm に等しいことがわかります。これらの値をフックの法則に代入すると、弾性係数を求めることができます。

$$k = \frac{F}{x} = \frac{150}{10} = 15\ N/cm.$$

これで、仕事を計算するための式に弾性係数の値を代入して計算できます。

$$W_{15} - W_{10} = \frac{1}{2} \cdot 15 \cdot (15^2 - 10^2) = 1125\ Дж.$$

したがって、バネを 15 cm に圧縮するには、1125 J の仕事を行う必要があります。

バネは10cm縮みますが、どのくらいの仕事ができるでしょうか

このデジタル製品は、圧縮されたバネの物理的問題を理解するのに役立つ電子学習ガイドです。ばねが変形するときに弾性力によって行われる仕事を計算する公式の詳細な説明と、圧縮されたばねに関する特定の問題に対する段階的な解決策が含まれています。

このチュートリアルでは次の内容が得られます。

• ばねが変形したときの弾性力による仕事の計算式を詳しく解説
• 弾性係数の計算、弾性力によって行われる仕事などを含む、特定の圧縮バネの問題に対する段階的な解決策
• 問題で説明されている物理プロセスをより深く理解するのに役立つイラストと図

このチュートリアルのすべての資料は美しい HTML デザインで表示されているため、魅力的で読みやすく学習しやすくなっています。さらに、コンピュータやモバイルデバイスに簡単に保存でき、いつでも使用できます。

本製品は、圧縮バネに関する物理の問題を解くための電子教科書です。

問題の説明から、バネはすでに 10 cm 圧縮されており、さらに 15 cm まで圧縮するには、圧縮終了時に 150 N に等しい弾性力が必要であることがわかります。

この問題を解決するには、次の公式を使用して、バネが変形したときに弾性力によって行われる仕事を計算できます。

$$W = \frac{1}{2} k x^2,$$

ここで、$W$ は弾性力によって行われる仕事、$k$ はバネの弾性係数、$x$ はバネの変形量です。

ばねを 15 cm に圧縮するために必要な仕事を見つけるには、ばねを 15 cm に圧縮するときに行われる仕事と、ばねを 10 cm に圧縮するときに行われる仕事の差を計算する必要があります。

$$W_{15} - W_{10} = \frac{1}{2} k (15^2 - 10^2),$$

ここで、$W_{15}$ はバネが 15 cm に圧縮されたときに弾性力によって行われる仕事、$W_{10}$ はバネが 10 cm に圧縮されたときに弾性力によって行われる仕事です。

仕事値を計算するには、弾性係数 $k$ を見つける必要があります。これを行うには、フックの法則を使用できます。

$$F = kx,$$

ここで、$F$ はバネに作用する弾性力、$k$ はバネの弾性係数、$x$ はバネの変形量です。

問題の条件から、ばねを 10 cm に圧縮したときにばねに働く弾性力は 150 N に等しいことがわかります。また、ばねを 10 cm に圧縮したときの変形は 10 cm に等しいことがわかります。これらの値をフックの法則に代入すると、弾性係数を求めることができます。

$$k = \frac{F}{x} = \frac{150}{10} = 15\ N/cm.$$

これで、仕事を計算するための式に弾性係数の値を代入して計算できます。

$$W_{15} - W_{10} = \frac{1}{2} \cdot 15 \cdot (15^2 - 10^2) = 1125\ Дж.$$

したがって、バネを 15 cm に圧縮するには、1125 J の仕事を行う必要があります。

このチュートリアルでは、ばねが変形したときに弾性力によって行われる仕事を計算する公式の詳細な説明と、弾性係数の計算を含む、圧縮されたばねに関する特定の問題の段階的な解決策を示します。 、弾性力によって行われる仕事、および問題で説明されている物理プロセスをより深く理解するのに役立つイラストと図。さらに、教科書には、フックの法則とその物理学への応用に関する一般的な情報だけでなく、弾性と変形に関する問題を解決する他の例も記載されています。マニュアルには、このトピックに関する知識とスキルを統合できるように、自分で解決するタスクも含まれている場合があります。

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この商品は10cm圧縮されたスプリングですが、さらに15cmまで圧縮することで効果を発揮します。ばねの仕事を計算するには、ばねの剛性係数（弾性定数）を知る必要があります。

この問題に基づいて、圧縮終了時の弾性力は 150 N であることがわかります。フックの法則によれば、弾性力はバネの伸びに比例します。フックの法則の公式は次のとおりです。

F = -kx

ここで、F は弾性力、k はバネの剛性係数、x はバネの伸び (短縮) です。

バネが 15 cm に圧縮されたときに行う仕事を求めるには、弾性変形の位置エネルギーの変化を計算する必要があります。弾性変形の位置エネルギーは次の式で計算されます。

Eп = (kx^2) / 2

ここで、Ep は弾性変形の位置エネルギー、k はばねの剛性係数、x はばねの伸び (短縮) です。

仕事を見つけるには、ばねの伸びが 5 cm 増加する (追加の圧縮) ときの弾性変形の位置エネルギーの変化を計算する必要があります。

ばねの初期伸びは10cm、最終伸びは15cmであることがわかっているので、ばねの伸びの変化は5cmとなります。

弾性変形の位置エネルギーの変化を計算するには、既知の値を式に代入する必要があります。

ΔEп = (k(15^2 - 10^2)) / 2

ここで、ΔEп は弾性変形の位置エネルギーの変化、k はバネ剛性係数です。

ばね剛性係数の値は不明なので、問題文で指定する必要があります。

したがって、最大 15 cm までの追加の圧縮によってバネが行う仕事を見つけるには、バネの剛性係数を知る必要があります。これは問題文で指定することも、実験的に決定することもできます。

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