← الموجات والصوت
٢
القسم ٥ · الموجات والصوت — الموضوع ٢ من ٧
قانون هوك وطاقة النابض
قانون هوك: القوة التي يؤثر بها النابض تتناسب طرديًّا مع مقدار استطالته:
F = − K · x
FNقوة النابض
KN/mثابت النابض
xmالاستطالة
- الإشارة السالبة لأنها قوة إرجاع تعاكس اتجاه الاستطالة.
- ثابت النابض K يساوي ميل الخط المستقيم في منحنى (القوة − الاستطالة).
طاقة الوضع المرونية المخزَّنة في النابض:
PEsp = 12 · K · x²
مثالنابضٌ ثابته K = 200 N/m استطال x = 2 m؛ فما قوة النابض وطاقته المرونية؟
F = K · x = 200 × 2 = 400 N
PEsp = 12 · K · x² = 0.5 × 200 × 2² = 400 J
أمثلة على «قانون هوك وطاقة النابض»
مثال ١
عُلّق جسم بطرف نابض فاستطال بمقدار 0.5 m، وكان ثابت النابض 300 N/m، فما مقدار القوة المؤثرة في النابض بوحدة النيوتن؟
◎ توقّع الإجابة أولًا:
مثال ٢
نابض ثابته 200 N/m استُطيل بمقدار 2 m، فما طاقة الوضع المرونية المخزَّنة فيه بوحدة الجول؟
◎ توقّع الإجابة أولًا: