На горизонтальной поверхности находится брусок. К нему прикреплена невесомая пружина, расположенная горизонтально, с жесткостью k=0,10 кН/м. Пружина не деформирована. Брусок сместили от стены на r=20 см и отпустили. Какова работа силы упругости пружины при перемещении бруска из крайнего положения в первоначальное?

Физика 11 класс Работа и энергия в механике брусок пружина работа силы упругости жесткость пружины перемещение бруска Новый

Для решения задачи нам нужно определить работу силы упругости пружины при перемещении бруска из крайнего положения (где пружина максимально сжата) в первоначальное положение (где пружина не деформирована).

Работа силы упругости пружины рассчитывается по формуле:

W = - (k * x^2) / 2

где:

• W - работа силы упругости (в джоулях),
• k - жесткость пружины (в Н/м),
• x - деформация пружины (в метрах).

В данной задаче:

• жесткость пружины k = 0,10 кН/м = 100 Н/м (переводим кН в Н),
• сжатие пружины x = 20 см = 0,20 м (переводим см в м).

Теперь подставим значения в формулу:

W = - (100 Н/м * (0,20 м)^2) / 2

Сначала вычислим (0,20 м)^2:

(0,20 м)^2 = 0,04 м^2

Теперь подставим это значение в формулу:

W = - (100 Н/м * 0,04 м^2) / 2

Вычисляем произведение:

100 Н/м * 0,04 м^2 = 4 Н·м = 4 Дж

Теперь делим на 2:

W = - 4 Дж / 2 = - 2 Дж

Таким образом, работа силы упругости пружины при перемещении бруска из крайнего положения в первоначальное составляет:

W = -2 Дж

Знак минус указывает на то, что работа силы упругости направлена против направления перемещения бруска, что соответствует физическому смыслу работы пружины.