С какой скоростью вылетает шарик массой 200 г из пружинного пистолета, если пружина сжата на 8 см? Известно, что для сжатия этой пружины на 10 см требуется сила F=5 Н.

Физика 10 класс Законы сохранения энергии скорость шарика пружинный пистолет масса шарика сжатие пружины сила сжатия физика закон сохранения энергии механическая энергия расчет скорости энергия пружины Новый

Чтобы найти скорость, с которой вылетает шарик из пружинного пистолета, нам необходимо использовать закон сохранения энергии. Энергия, накопленная в сжатой пружине, будет преобразована в кинетическую энергию шарика при его вылете.

Шаг 1: Найдем жесткость пружины.

Для начала определим жесткость пружины (k). Мы знаем, что сила, необходимая для сжатия пружины, рассчитывается по формуле:

F = k * x

где F - сила, k - жесткость пружины, x - сжатие пружины.

Из условия задачи нам известно, что при сжатии на 10 см (0,1 м) требуется сила 5 Н. Подставим эти значения в формулу:

• 5 Н = k * 0,1 м

Теперь найдем k:

• k = 5 Н / 0,1 м = 50 Н/м

Шаг 2: Найдем потенциальную энергию пружины.

Теперь мы можем найти потенциальную энергию пружины, когда она сжата на 8 см (0,08 м). Потенциальная энергия пружины рассчитывается по формуле:

U = (1/2) * k * x^2

Подставим значения:

• U = (1/2) * 50 Н/м * (0,08 м)^2
• U = (1/2) * 50 * 0,0064 = 0,16 Дж

Шаг 3: Найдем скорость шарика.

Теперь, когда мы знаем потенциальную энергию, мы можем использовать закон сохранения энергии. Вся потенциальная энергия пружины преобразуется в кинетическую энергию шарика:

K = (1/2) * m * v^2

где K - кинетическая энергия, m - масса шарика, v - скорость шарика.

Подставим известные значения:

• 0,16 Дж = (1/2) * 0,2 кг * v^2

Теперь решим уравнение для v:

• 0,16 Дж = 0,1 кг * v^2
• v^2 = 0,16 Дж / 0,1 кг = 1,6
• v = √1,6 ≈ 1,26 м/с

Ответ: Шарик вылетает из пружинного пистолета со скоростью примерно 1,26 м/с.