Как рассчитать потенциальную энергию пружины с жесткостью 1000 Н/м, если она сжата грузом массой m=10 кг (где g = 10)? Пожалуйста, объясните процесс вычисления!

Физика 11 класс Потенциальная энергия пружины потенциальная энергия пружины жесткость пружины расчет потенциальной энергии пружина сжатие масса груза гравитационное ускорение формула потенциальной энергии пружины физика 11 класс механика энергия пружины процесс вычисления учебный материал по физике Новый

Чтобы рассчитать потенциальную энергию пружины, используем формулу:

U = (k * x^2) / 2

где:

• U - потенциальная энергия пружины;
• k - жесткость пружины (1000 Н/м);
• x - сжатие пружины в метрах.

Сначала найдем сжатие пружины x. Сила тяжести, действующая на груз:

F = m * g

где:

• m - масса груза (10 кг);
• g - ускорение свободного падения (10 м/с²).

Подставляем значения:

F = 10 * 10 = 100 Н

Сила пружины равна силе тяжести:

F = k * x

Отсюда:

x = F / k = 100 / 1000 = 0.1 м

Теперь подставим значение x в формулу для потенциальной энергии:

U = (1000 * (0.1)^2) / 2 = (1000 * 0.01) / 2 = 10 Дж

Таким образом, потенциальная энергия пружины составляет 10 Дж.