К бруску массой 1 кг, который лежит на столе, прикреплена горизонтальная пружина с жесткостью 200 Н/м. Коэффициент трения между бруском и столом составляет 0,5. Когда к пружине прикладывают горизонтальную силу и постепенно увеличивают ее, удлинение пружины достигает 2 см.

1. Какова работа, затраченная на растяжение пружины?
2. Какова работа силы трения, действующей на брусок со стороны стола?

Физика 8 класс Работа и энергия в механике работа пружины работа силы трения физика 8 класс пружина жёсткость коэффициент трения удлинение пружины Новый

Чтобы найти работу, затраченную на растяжение пружины, и работу силы трения, давайте последовательно разберем каждую часть задачи.

1. Работа, затраченная на растяжение пружины:

Работа, затраченная на растяжение пружины, определяется по формуле:

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

где:

• W — работа, затраченная на растяжение пружины;
• k — жесткость пружины (в нашем случае 200 Н/м);
• x — удлинение пружины в метрах (в нашем случае 2 см, что равно 0.02 м).

Теперь подставим значения в формулу:

W = (200 Н/м * (0.02 м)^2) / 2.

Сначала найдем (0.02 м)^2:

(0.02 м)^2 = 0.0004 м².

Теперь подставим это значение:

W = (200 Н/м * 0.0004 м²) / 2 = (0.08 Н*м) / 2 = 0.04 Дж.

Таким образом, работа, затраченная на растяжение пружины, составляет 0.04 Дж.

2. Работа силы трения:

Чтобы рассчитать работу силы трения, сначала найдем силу трения. Сила трения определяется по формуле:

F_t = μ * N,

где:

• F_t — сила трения;
• μ — коэффициент трения (в нашем случае 0.5);
• N — нормальная сила, которая равна весу бруска (массa * g), где g — ускорение свободного падения (примерно 9.81 м/с²).

Сначала найдем нормальную силу:

N = m * g = 1 кг * 9.81 м/с² = 9.81 Н.

Теперь подставим это значение в формулу для силы трения:

F_t = 0.5 * 9.81 Н = 4.905 Н.

Теперь, чтобы найти работу силы трения, используем формулу:

W_t = F_t * d,

где d — расстояние, на которое перемещается брусок. В данном случае это удлинение пружины, то есть 0.02 м.

Подставим значения:

W_t = 4.905 Н * 0.02 м = 0.0981 Дж.

Так как сила трения направлена против перемещения, работа силы трения будет отрицательной:

W_t = -0.0981 Дж.

Итак, подводя итог:

• Работа, затраченная на растяжение пружины, составляет 0.04 Дж.
• Работа силы трения, действующей на брусок, составляет -0.0981 Дж.