تمرين

قانون F = kx – تدريبات قانون هوك

F = kx — قانون هوك لنابض مثالي (المقدار)

بالنسبة لنابض مثالي، مقدار قوة الإرجاع هو F = k x، حيث x هو مقدار الاستطالة أو الانضغاط عن موضع الاتزان. والطاقة المخزونة هي U = ½kx² — لا تخلط بينهما.

دليل — كيفية استخدام هذه الصيغة

1. 1. حوّل مقدار الاستطالة إلى أمتار إذا كانت k بوحدة N/m.
2. 2. استخدم F = kx أو k = F/x أو x = F/k.
3. 3. عند الاتزان في حالة التعليق الرأسي: kx = mg ← x = mg/k.
4. 4. طاقة الوضع هي ½kx² وليست Fx.

الاستنتاج

يمثل قانون هوك نموذجاً للنابض الخطي:

1. قانون القوة (المقدار):
   F = kx
2. طاقة الوضع المرونية:
   U = \tfrac{1}{2}kx^{2}

حوّل cm ← m قبل استخدام قيمة k بوحدة N/m.

أمثلة

مثال: k = 200 و x = 0.1 m

F = 20 N.

مثال: حساب قيمة k

F = 40 N، x = 0.2 m ← k = 200 N/m.

تمرّن في الصفحة التفاعلية

حاسبة · جميع تمارين الصيغ