Elastická potenciální energie: 11 důležitých příkladů

Když na elastickou položku použijete sílu, deformuje se, protože ji ukládá jako elastickou potenciální energii. Jakmile uvolníte sílu, předmět se díky uložené energii vrátí do původního tvaru a pokračuje v práci.

Následující příklady elastické potenciální energie ukazují její dopad na různé aspekty každodenního života.

Natažený luk lukostřelce: 

Dokud se luk neuvolní, energie použitá k jeho ohnutí zpět se uloží jako elastická potenciální energie. Když se luk uvolní, pružná potenciální energie v luku se okamžitě převede na Kinetická energie v šipce. Šipka je také pružná. Když struna zatáhne za šíp, ohne se a odletí ze struny, když se luk vrátí do původní polohy.

Vinutá pružina: 

Pružina je nejlepším příkladem při zvažování elastické potenciální energie - natažení nebo stlačení pružiny ukládá energii jako elastickou potenciální energii. Jaro lze natahovat nebo stlačovat delší dobu bez ztráty energie. Tuto charakteristiku pružiny lze použít jako tlumič nárazů v mechanických zařízeních, jako jsou automobily, aby se minimalizoval účinek nerovných silnic na cestující.

Navíjení hračky:

Klíč v navinuté hodinové hodinové hračce je tuhý a obtížně se s ním otáčí. Když otočíte klíčem, ukládáte energii utažením hlavní pružiny, silné kovové pružiny. Vaše energie při práci na něm nezmizí; místo toho je uložena jako elastická potenciální energie. Když uvolníte klíč, energie uložená v hnacím řetězci se přemění na kinetickou energii, která napájí hračku. Navíjecí hodiny nebo hodinky používají přesný mechanismus.

Hlavní pružina natahovacích hodin. Kredity obrázku: Chetvorno, Hlavní budík budíku, CC0 1.0

Protetická noha: 

Nositelé protéz, kteří se chtějí účastnit rekreačních sportů, obvykle používají běžeckou protézu. Protetické běžecké nohy jsou vyrobeny tak, aby ukládaly energii v elastické potenciální energii a poté ji převáděly na kinetickou energii. Jakmile se noha dotkne země, ohne se a vyletí zpět do původního tvaru. Běžec je tlačen dopředu pružnou potenciální energií, která je transformována na kinetickou energii.

Chlap běžící s protetickou nohou. Fotografický kredit: Elvar Freyr, "Oscar Pistorius"(CC BY 2.0

Skokanský můstek:

Potápěčské desky se používají k potápění a jsou také známé jako odrazové můstky, protože jsou vyrobeny z pružin. Jeden konec skokanského prkna je sklopný, zatímco druhý je zavěšen přes plavecký tah. Potápěči mohou získat rychlost pomocí potápěčských desek.

Když potápěč spadne na skokanský můstek, udělá to vyvinout sílu kvůli jeho hmotnosti. V důsledku toho se pružina desky stlačí. Toto stlačení pružiny bude uloženo jako elastická potenciální energie. Nahromaděná potenciální energie se uvolní a přemění na kinetickou energii, když skokanský můstek osciluje. Nyní prkno tlačí potápěče nahoru obrovskou silou. Kroutící moment prkna pomáhá potápěči v točení ve vzduchu.

Gumička: 

Gumičky mají elastické vlastnosti, což znamená, že když jsou natažené nebo zkroucené, vrátí se do původního tvaru. Lze jej použít k připojení více objektů.

Gumičky lze použít k výrobě letadla na hraní. Gumička namotává vrtuli letadla na hraní, protože ukládá energii do jejího vinutí. Vrtule se otáčí, když házíte letadlem, a poskytuje tah letadlu přeměnou elasticity potenciální akumulovaná energie v gumičce na kinetickou energii.

Skákací míč:

Když míč složený z elastického materiálu, jako je guma, dopadne na zem, jeho kinetická energie se přemění na potenciální energii. Poté se tato energie přemění zpět na kinetickou energii, což způsobí, že se míč odrazí výše. Gumové koule mají nejvyšší odrazovou schopnost. Elastická potenciální energie uložená v kouli způsobí, že se při smrštění odrazí od cihlové zdi.

Tenisové míčky a rakety jsou elastické. Když se míč srazí s raketou, stlačí se a změní tvar z kulatého na oválný, přičemž energii uloží jako elastickou potenciální energii. Míč bude létat vpřed poté, co ohnutá raketa a míč získají původní podobu. Když hrajete golf nebo basketbal, dějí se stejné věci.

Natahovací šňůra:

Bungee jumpery mají energii ve formě gravitace potenciální energii, když skočí z velkých výšek. Jsou v pohybu, když skáčou. Energie se nyní přeměnila na kinetickou energii. Všichni víme, že energie se neustále šetří, a to je jeden z nejzákladnějších principů přírody ve vesmíru. Takže když se skokan zastaví, tato kinetická energie musí někam odejít. Když se pohyb prudce zastaví, způsobí to vyšší energii skrz tělo skokana, což vede k vnitřnímu zranění a psychickému traumatu. Elastická šňůra tedy slouží k výraznému pohlcování kinetické energie a jejímu ukládání ve formě elastické potenciální energie, která skokanovi šetří život.

Trampolína:

Skákání na trampolíně je zábavné i uklidňující. Skákání na trampolíně je skvělým příkladem úspory energie. Ukazuje, jak se energie přesouvá z potenciální na kinetickou energii. Gravitace vám dává kinetickou energii, když skočíte na trampolíně. Když skočíte na trampolínu, podložka se začne táhnout dolů a přeměňuje kinetickou energii na elastickou potenciální energii. Elastická potenciální energie byla nyní převedena na kinetickou energii, což způsobí, že se odrazíte na trampolíně. Když skočíte s jinou osobou, poskytnete dvojnásobnou kinetickou energii, když přistanete na podložce. Znamená to, že pružina připojená k podložce získá dvojnásobek potenciální energie, což má za následek dvojnásobný odraz.

Prak:

Cílem Slingshotu je rychle vystřelit projektil. K dosažení tohoto cíle se používá specifický typ gumičky. Projektil lze vytáhnout pomocí svalové energie. Čím více jej stáhnete zpět, tím pružnější potenciální energie se vytvoří. Více uložená elastická energie se převede na více kinetické energie, která poskytne projektilu vyšší rychlost.

Katapulty fungují na stejném principu jako praky. Katapulty se používají k pohonu letadel na krátké vzdálenosti, když není přistávací dráha. Kromě toho byl od starověku používán jako zbraň v armádě.

Elastické příklady potenciální energie
Kredity obrázku: Max. pixel Obrázek zdarma

Houba na mytí:

Houba je robustní absorbér vody a má pružnost. Použití houby k odstranění vody z vlhkého povrchu je fantastický nápad. Poté můžete vodu odstranit jejím zmáčknutím nebo kroucením. Během tohoto procesu bude houba obsahovat elastickou potenciální energii a jakmile je síla odstraněna, vrátí se do původního tvaru.

Past na myši:

Účelem past na myši je chytit myš. Obvykle jsou umístěny v oblastech, kde existují důkazy o aktivitě myší uvnitř. Past na myši je umístěna poblíž kořisti, aby k ní myš byla přitahována svým pachem. Nahromaděná pružná potenciální energie natažené pružiny se přeměňuje na kinetickou energii, když se myš přibližuje ke kořisti. Kvůli kinetické energii se dveře zavřou a myš se chytí.

Přejděte na začátek