الزنبرك ١ والزنبرك ٢ لهما نفس الحجم تم ضغط الزنبرك ١ قليلا وتثبيته بإحكام وتم ضغط الزنبرك ٢ كثيرا وتثبيته بإحكام كما هو موضح في الشكل أدناه. أي زنبرك لديه مخزون أكثر من الطاقة؟
يسرنا أن نرحب بكم طلابنا الأعزاء في موقع ”طـلائـع العـلم”، ونأمل أن يكون هذا الموقع بمثابة بيت العلم الثاني، وأن تجدوا فيه كلّ ما يلزمكم لتحقيق النجاح والتألق. كما نؤكد لكم أننا سنبذل قصارى جهدنا في إظهار النتيجة الصحيحة لكافة الأسئلة التي يطرحها الطلبة لجعل تجربتكم هنا مميزة ومثمرة، وتوفير بيئة تعليمية داعمة ومحفزة تُساعدكم على تحقيق أقصى استفادة من قدراتكم وتحقيق أهدافكم. وهنا على موقعنا نضع بين أيديكم إجابة سؤال:
الزنبرك ١ والزنبرك ٢ لهما نفس الحجم تم ضغط الزنبرك ١ قليلا وتثبيته بإحكام وتم ضغط الزنبرك ٢ كثيرا وتثبيته بإحكام كما هو موضح في الشكل أدناه. أي زنبرك لديه مخزون أكثر من الطاقة؟
الإجابة الصحيحة هي:
الزنبرك 2 لديه مخزون أكبر من الطاقة.
شرح الحل:
الطاقة المخزنة في الزنبرك هي طاقة كامنة مرنة.
تُعطى طاقة الوضع الكامنة المرنة للزنبرك بالعلاقة التالية:
PE = 1/2 * k * x^2
حيث:
PE: هي طاقة الوضع الكامنة المرنة (بالجول).
k: هي ثابت المرونة للزنبرك (بالنيوتن/متر).
x: هو مقدار ضغط الزنبرك (بالمتر).
في هذه الحالة:
الزنبرك 1 والزنبرك 2 لهما نفس الحجم، لذلك نفس ثابت المرونة (k).
الزنبرك 2 مضغوط أكثر من الزنبرك 1، لذلك قيمة x أكبر للزنبرك 2.
بما أن ثابت المرونة (k) متساوٍ لكلا الزنبركين، فإنّ العامل الوحيد الذي يؤثر على طاقة الوضع الكامنة المرنة (PE) هو مقدار ضغط الزنبرك (x).
لذلك، بما أن قيمة x أكبر للزنبرك 2، فإنّ طاقة الوضع الكامنة المرونة (PE) للزنبرك 2 أكبر أيضًا.
وبالتالي، فإنّ الزنبرك 2 لديه مخزون أكبر من الطاقة.