Question

Шар, прикреплённый к горизонтальной, закреплённой с другого конца пружине с жёсткостью K=31,6 H/м, отводят от положения равновесия на расстояние A=0,2 м и отпускают. Определите максимальную силу упругости Fmax, действующую на шар, и его механическую энергию. ​

Answer 1

Ответ:

Fmax=6,32H

E=0,632Дж

Объяснение:

смотрите на фото

Answer 2

Для определения максимальной силы упругости и механической энергии шара, необходимо учесть закон Гука для упругих систем.

Закон Гука описывает связь между силой упругости F и смещением x:

F = -K * x

где K - жёсткость пружины, а x - смещение от положения равновесия.

Максимальная сила упругости достигается, когда шар проходит через положение равновесия и достигает крайнего смещения A. Таким образом, смещение от положения равновесия будет равно модулю A.

Так как смещение от положения равновесия составляет 0,2 м, то:

x = A = 0,2 м

Теперь мы можем рассчитать максимальную силу упругости:

Fmax = -K * x = -31,6 H/м * 0,2 м = -6,32 H

Отметим, что здесь мы учитываем знак минус, чтобы показать, что сила направлена в противоположную сторону смещения.

Чтобы рассчитать механическую энергию шара, используем формулу:

E = (1/2) * K * x^2

где E - механическая энергия, K - жёсткость пружины, x - смещение от положения равновесия.

Подставим известные значения:

E = (1/2) * 31,6 H/м * (0,2 м)^2 = 0,632 Дж

Таким образом, максимальная сила упругости, действующая на шар, составляет 6,32 H, а его механическая энергия равна 0,632 Дж.