Потенциальная энергия упруго деформированного тела определяется с помощью закона Гука и зависит от деформации тела. Давайте разберем это подробнее.

• Упругая деформация происходит, когда тело изменяет свою форму под действием внешней силы, но возвращается в исходное состояние после снятия нагрузки.
• Примеры упругой деформации включают сжатие пружины или растяжение резинки.

Закон Гука гласит, что сила, необходимая для деформации тела, пропорциональна величине этой деформации. Это можно записать как:

F = k * x

где:

• F - сила, действующая на тело;
• k - коэффициент жесткости (характеризует, насколько сильно тело сопротивляется деформации);
• x - величина деформации (например, изменение длины пружины).

Потенциальная энергия упругого тела (например, пружины) определяется по формуле:

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

где U - потенциальная энергия, k - коэффициент жесткости, а x - величина деформации.

• Формула показывает, что потенциальная энергия увеличивается с квадратом величины деформации. Это означает, что даже небольшое увеличение деформации приводит к значительному увеличению потенциальной энергии.
• Чем больше коэффициент жесткости, тем больше энергии потребуется для деформации тела.

Предположим, у нас есть пружина с коэффициентом жесткости k = 200 Н/м, и она деформирована на 0,1 м. Тогда потенциальная энергия будет рассчитана следующим образом:

• Вычисляем U: U = (1/2) * 200 Н/м * (0,1 м)^2 = (1/2) * 200 * 0,01 = 1 Дж.

Таким образом, потенциальная энергия упруго деформированного тела зависит от величины деформации и коэффициента жесткости, и может быть легко рассчитана с помощью данной формулы.