弹簧的弹性势能公式是什么?
弹性势能公式是:
其中,k为弹性系数,x为形变量。注意:此公式中的x 必须在弹簧的弹性限度内。
【扩展资料】:
性能介绍:
物体由于发生弹性形变,各部分之间存在着弹性力的相互作用而具有的势能叫做“弹性势能”。在工程中又称“弹性变形能”。例如,被压缩的气体、拉弯了的弓、卷紧了的发条、拉长或压缩了的弹簧都具有弹性势能。
弹性势能是存储在材料或物理系统的构造中的潜在机械能,因为执行工作以扭曲其体积或形状。当需要压缩和拉伸或大体上以任何方式变形时,弹性能量就会发生。 弹性理论主要发展为固体和材料力学的形式(注意,拉伸橡皮筋所做的工作不是弹性势能的一个例子,它是熵弹性的一个例子)弹性势能方程用于机械平衡位置的计算。 在数学上,方程可以表示为:
势能的单位与功的单位是一致的。确定弹力势能的大小需选取零势能的状态,一般选取弹簧未发生任何形变,而处于自由状态的情况下其弹力势能为零。弹力对物体做功等于弹力势能增量的负值。即弹力所做的功只与弹簧在起始状态和终了状态的伸长量有关,而与弹簧形变过程无关。弹性势能是以弹力的存在为前提,所以弹性势能是发生弹性形变,各部分之间有弹性力作用的物体所具有的。如果两物体相互作用都发生形变,那么每一物体都有弹性势能,总弹性势能为二者之和。
弹性的本质是可逆性。应用于弹性材料的力将能量转移到材料中,在将能量转移到其周围环境之后,能够恢复其原始形状。然而,所有材料对于它们可以承受的变形程度都有限制,而不会破坏或不可逆地改变其内部结构。因此,固体材料的特征包括通常在应变方面的弹性极限的规格。超过弹性极限,材料不再以弹性能量的形式储存在其上进行的机械作业的所有能量。
物质内或物质内的弹性能量是构型的静态能量。它对应于主要通过改变核之间的原子间距离而存储的能量。热能是材料内动能的随机分布,导致材料关于平衡构型的统计波动。但是有一些互动。例如,对于某些固体物体,扭曲,弯曲和其他变形可能会产生热能,导致材料的温度升高。固体中的热能通常由称为声子的内部弹性波进行。孤立物体规模较大的弹性波通常产生足够缺乏随机化的宏观振动,它们的振荡仅仅是物体内的(弹性)势能与整体物体的运动动能之间的重复交换。
2024-08-13 广告