Решите задачу по физике Пружина жёсткостью 10H/кг подбросила груз массой 200г на высоту 30см. На сколько нужно растянуть пружину

9 Дек 2024 в 19:40
74 +1
0
Ответы
1

Чтобы решить эту задачу, необходимо использовать закон сохранения энергии. В данном случае потенциальная энергия, накопленная в пружине, будет равна потенциальной энергии, полученной грузом при его подъеме на высоту.

Потенциальная энергия пружины определяется формулой:
Eпружины=12kx2, E_{\text{пружины}} = \frac{1}{2} k x^2,
Eпружины =21 kx2,
где k k k — жесткость пружины, x x x — растяжение пружины.

Потенциальная энергия груза на высоте h h h определяется формулой:
Eгруза=mgh, E_{\text{груза}} = mgh,
Eгруза =mgh,
где m m m — масса груза, g g g — ускорение свободного падения примерно(9.81 м/с2)примерно ( 9.81 \ \text{м/с}^2 )примерно(9.81 м/с2), h h h — высота.

Дано:

Жесткость пружины k=10 H/кг k = 10 \ \text{H/кг} k=10 H/кг.Масса груза m=200 г=0.2 кг m = 200 \ \text{г} = 0.2 \ \text{кг} m=200 г=0.2 кг.Высота h=30 см=0.3 м h = 30 \ \text{см} = 0.3 \ \text{м} h=30 см=0.3 м.

Теперь подставим известные значения в формулы:

Рассчитаем потенциальную энергию груза:
Eгруза=mgh=0.2 кг⋅9.81 м/с2⋅0.3 м=0.2⋅9.81⋅0.3=0.58 Дж. E_{\text{груза}} = mgh = 0.2 \ \text{кг} \cdot 9.81 \ \text{м/с}^2 \cdot 0.3 \ \text{м} = 0.2 \cdot 9.81 \cdot 0.3 = 0.58 \ \text{Дж}.
Eгруза =mgh=0.2 кг9.81 м/с20.3 м=0.29.810.3=0.58 Дж.

Теперь подставим значение потенциальной энергии груза в уравнение потенциальной энергии пружины и найдем x x x:
12kx2=Eгруза. \frac{1}{2} k x^2 = E_{\text{груза}}.
21 kx2=Eгруза .

Подставляем значения:
12⋅10 Н/кг⋅x2=0.58 Дж. \frac{1}{2} \cdot 10 \ \text{Н/кг} \cdot x^2 = 0.58 \ \text{Дж}.
21 10 Н/кгx2=0.58 Дж.
5x2=0.58 ⟹ x2=0.585=0.116. 5 x^2 = 0.58 \implies x^2 = \frac{0.58}{5} = 0.116.
5x2=0.58x2=50.58 =0.116.
x=0.116≈0.341 м=34.1 см. x = \sqrt{0.116} \approx 0.341 \ \text{м} = 34.1 \ \text{см}.
x=0.116 0.341 м=34.1 см.

Таким образом, пружину необходимо растянуть на примерно 34.1 см.

9 Дек 2024 в 19:44
Не можешь разобраться в этой теме?
Обратись за помощью к экспертам
Гарантированные бесплатные доработки в течение 1 года
Быстрое выполнение от 2 часов
Проверка работы на плагиат
Поможем написать учебную работу
Прямой эфир