Question

Если к пружине подвесить груз массой 400г, она растягивается на 2 см. Определите работу силы упругости

Answer 1

дано:

m=400г = 0.4кг

x=2см = 0.02м

A - ?

решение:

Fупр = K×X

Fупр = m×g

Kx = M×g

K = M×g / x = 0.4 × 10 / 0.02 = 200 Н/м

A= KX(квадрат) / 2

A= 200×10.02 / 2 = 0.04 ДЖ

Answer 2

Для решения этой задачи мы можем использовать формулу для работы силы упругости:

$W = \frac{1}{2}kx^2,$

где:

• $W$ - работа силы упругости,
• $k$ - коэффициент упругости (жёсткость) пружины,
• $x$ - изменение длины пружины.

Дано:

Масса груза $m = 400$ граммов $= 0.4$ кг.

Изменение длины пружины $x = 2$ см $= 0.02$ м.

Ускорение свободного падения $g \approx 9.81 \, \text{м/с}^2$.

Так как работа силы упругости равна потенциальной энергии, которая в данном случае переходит в кинетическую энергию при отпускании груза, то её можно выразить через потенциальную энергию груза на высоте $h$:

$W = mgh.$

Выразим высоту $h$ через изменение длины пружины:

$h = x \cdot \sin(\theta),$

где $\theta$ - угол отклонения пружины от вертикали. В предположении, что пружина растягивается вертикально, угол можно принять равным нулю.

Тогда:

$h = x \cdot \sin(0) = x \cdot 0 = 0.$

Значит, в данном случае работа силы упругости равна нулю.