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弹性势能公式推导过程高中,弹性势能公式推导过程微元法
弹性势能=弹力做功=∫(0-x)kx*dx=1/2k*x^2。
弹性势能是指发生弹性形变的物体的各部分之间,由于有弹力的相互作用,也具有势能。
同一弹性物体在一定范围内形变越大,具有的弹性势能就越多,反之,则越小。
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”。
弹性势能的表达式是如何推导出来的?
上面的确是最简的对一个弹性系统,弹性恢复力 F = - kx。
(k为弹性恢复系数此段,x表示离开平衡位置的距离)。
与重力不同,弹性恢复力不是常量,随着位移x的变化而变化。
因此 这个题目需要积分知识的基础。
距离平衡位置为x时,恢复力为 F = -kx,负号表示恢复力的方向是指向平衡位置。
其中k为弹性恢复系数。
从平衡位置 到达x位置,恢复力所做的功为 恢复力与位移乘积 从0到x 的定积分。
御带即
W = ∫F*dx = ∫-kx * dx = -kx^2/2 (从0到x)镇扒芦= - kx^2/2 - 0 = - kx^/2
恢复力属于弹性系统的内力,弹力所做的功 = 弹性势能变化的负值
以平衡位置为势能零参考点。
因此弹性势能 E = -W = kx^2/2
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