انرژی پتانسیل كشسانی

هنگامی كه یك فنر (یا جسم كسشان) را فشرده یا می‌كشیم، باید كار انجام دهیم. كار انجام شده توسط این مرد غارنشین به چه چیزی تبدیل می‌شود؟

واضح است كه این كار به صورت یك انرژی در فنر ذخیره می‌شود. نام این انرژی، انرژی پتانسیل كشسانی می‌باشد، كه با رها كردن فنر یا جسم كشسانی این انرژی آزاد می‌شود. برای تایید، كمی تیر و كمان بازی كنید!

واضح است كه هرچه فنر بیش تر كشیده یا بیشتر فشرده شود، انرژی پتانسیل كشسانی درآن بیش تر است و زمانی كه درست در نقطه تعادل خود قرار دارد، ( یعنی نه كشیده است و نه فشرده ) انرژی پتانسیل كشسانی در آن حالت صفر است.

تصویر مقابل این امر را به قشنگی نشان دهد.

ستون خاکستری رنگ، بیانگر میزان انرژی پتانسیل كشسانی فنر است.

خوب دقت كنید كه كجاها بیش ترین مقدار را دارد و در كجا صفر است. در این حالت نیز می‌توان گفت كاری كه برای كشیدن یا فشردن فنر (با تندی ثابت انجام می‌دهیم) به صورت انرژی پتانسیل كشسانی در فنر ذخیره می‌شود.

نیروی فنر (در هنگام باز و بسته شدن) متناسب جا به آن است، در نتیجه در محاسبه كار باید از روش دیگری بهره جست.  این موضوع در فیلم زیر آمده است. (البته اگر نفهمیدید اشكالی ندارد برای درک بیشتر به فیلم توجه کنید).

محاسبه نیروی متغیّر و در نتیجه ارائه یك رابطه كمی برای محاسبه انرژی پتانسیل كشسانی فنر را به سال های بالاتر ارجاع می‌دهیم.

مرکز یادگیری سایت تبیان - تهیه: محسنی

تنظیم:‌ مریم فروزان کیا