Question

Определите потенциальную энергию, которую вы придаёте пружине динамометра жесткостью 40 Н/м, когда при ее деформации удлинение оставит 5 см. Какую работу вам необходимо выполнить для такой деформации пружины? Вычислите работу, которую при этом выполняет сила упругости.

Answer 1

Eп=А=kx^2/2

Eп=А=40*0,05*0,05/2=0,05 (Дж)

Работа силы упругости -0,05 Дж.

Answer 2

Для определения потенциальной энергии, которую придаётся пружине, используем формулу для потенциальной энергии упругой деформации пружины:

Потенциальная энергия (U) = (1/2) * k * x^2,

где: k - коэффициент жесткости пружины (в данном случае 40 Н/м), x - удлинение пружины (5 см = 0.05 м).

Подставим значения и рассчитаем потенциальную энергию:

U = (1/2) * 40 Н/м * (0.05 м)^2 U = (1/2) * 40 Н/м * 0.0025 м^2 U = 0.05 Дж.

Теперь рассчитаем работу, которую нужно выполнить для такой деформации пружины. Работа (W) считается как изменение потенциальной энергии:

Работа (W) = ΔU = U_конечное - U_начальное,

где: U_начальное = 0 (начальная потенциальная энергия, когда пружина не деформирована), U_конечное = 0.05 Дж (потенциальная энергия после деформации пружины).

Подставим значения:

W = 0.05 Дж - 0 Дж W = 0.05 Дж.

Таким образом, для деформации пружины с удлинением 5 см, необходимо выполнить работу 0.05 Дж. Эту работу выполняет сила упругости пружины, которая в данном случае равна потенциальной энергии.