2024-11-15 09:48:00
Какова величина деформации пружины, если пружина, растянутая и сокращающаяся, увлекает тело массой 800 г по горизонтальной плоскости без трения, и в момент, когда деформация пружины равна нулю, тело движется со скоростью 2 м/с, а жесткость пружины составляет r=8 кН/м?
Физика 10 класс Законы механики. Динамика. Упругие деформации деформация пружины физика 10 класс пружина масса тела горизонтальная плоскость трение скорость жесткость пружины закон Гука механика
2024-11-15 09:48:00
Чтобы найти величину деформации пружины, давайте рассмотрим, что в момент, когда пружина находится в состоянии максимального сжатия, вся кинетическая энергия тела переходит в потенциальную энергию пружины. Мы можем использовать закон сохранения энергии для решения этой задачи.
1. Сначала найдем кинетическую энергию тела. Кинетическая энергия (КЭ) определяется по формуле:
КЭ = m * V^2 / 2
где:
- m - масса тела, равная 800 г (или 0.8 кг),
- V - скорость тела, равная 2 м/с.
Подставим значения:
КЭ = 0.8 * (2^2) / 2 = 0.8 * 4 / 2 = 1.6 Дж.
2. Теперь найдем потенциальную энергию пружины, которая определяется формулой:
ПЭ = r * A^2 / 2
где:
- r - жесткость пружины, равная 8 кН/м (или 8000 Н/м),
- A - деформация пружины, которую мы хотим найти.
3. Поскольку в момент максимального сжатия потенциальная энергия пружины равна кинетической энергии тела, мы можем приравнять эти два значения:
КЭ = ПЭ
1.6 = 8000 * A^2 / 2
4. Упростим уравнение и найдем A:
1.6 = 4000 * A^2
A^2 = 1.6 / 4000
A^2 = 0.0004
A = sqrt(0.0004) = 0.02 м.
Таким образом, деформация пружины составляет 0.02 метра, что эквивалентно 2 сантиметрам.