Cómo calcular la energía almacenada en una regla flexible alternativamente desde el método EPE = 0.5kx ^ 2

Answer 1

Entonces, x es la distancia a la que estás desplazando el extremo de la regla, ¿y es constante? En ese caso, no, ya que tendrá que ejercer más fuerza para doblar un brazo más corto a la misma distancia (suponiendo que sea similar en la sección transversal, etc.), la energía en la regla doblada aumentará a medida que la acorte.

Si quisiera mantener la energía aproximadamente constante, querría que la fuerza y ​​la distancia de distancia sean iguales a algún valor elegido. Sin embargo, si no tiene una manera fácil de medir la fuerza aplicada, podría * asumir * que la regla siguió las reglas habituales de rigidez, y que la desviación lineal es proporcional tanto a la longitud como a la fuerza aplicada. Con este supuesto, si quisiera que la energía permaneciera constante a medida que aumentaba la longitud del brazo, querría que la deflexión fuera proporcional a la raíz cuadrada de la longitud del brazo.

Por ejemplo, supongamos que la primera prueba implica un brazo de 10 cm con una desviación de 2 cm, que requiere 10 newtons de fuerza en el desplazamiento máximo. La energía almacenada debe ser de aproximadamente 10 newton-centimetros (una décima de julios).
Un segundo ensayo podría implicar un brazo de 20 cm. La desviación aquí debería ser 1.414 veces mayor (ya que es dos veces más larga, multiplicada por la raíz cuadrada de dos), o 2.83 cm. Esto requiere * menos * fuerza – solo 7.07 newtons, y sin embargo, la energía almacenada será la misma, porque la distancia sobre la cual se aplica es mayor en la misma proporción que la fuerza aplicada es menor.