Какова скорость вагона массой 20 тонн, если он остановился, сжав пружинный буфер на 10 сантиметров, при жесткости пружины 2*10^6 Н/м?
Физика 11 класс Законы сохранения энергии
Чтобы решить эту задачу, мы будем использовать закон сохранения энергии. В данном случае кинетическая энергия вагона до остановки преобразуется в потенциальную энергию сжатой пружины. Давайте разберем шаги решения:
Кинетическая энергия вагона до остановки равна потенциальной энергии сжатой пружины.
Формула кинетической энергии: KE = (1/2) * m * v^2, где v — скорость вагона.
Формула потенциальной энергии пружины: PE = (1/2) * k * x^2.
(1/2) * m * v^2 = (1/2) * k * x^2
Сократим на (1/2) и подставим известные значения:
20000 * v^2 = 2 * 10^6 * (0.1)^2
20000 * v^2 = 2 * 10^6 * 0.01
20000 * v^2 = 20000
v^2 = 1
v = √1 = 1 м/с
Таким образом, скорость вагона перед остановкой была 1 м/с.