Question

какую работу надо совершить по перемещению бруска массой 8,0 кг на 10см вправо из первоначального равномерного состояния пружины? Постоянная упругости равна 20 Н/м, коэффициент трения между бруском и полом составляет 0,50

Answer 1

M=8кг, s=0.1м, к=20 Н/м, мю=0.5
1. Вначале надо растянуть пружину для создания усилия больше силы трения Fупр=кх ≥ Fтр=мю*m*g, удлинение составит х=мю*m*g/к. Пружина приобретет потенциальную энергию Апот=кх²/2= к*(мю*m*g)²/(2*к²)=(мю*m*g)²/(2к)
2. Работа на преодоление силы трения при перемещении Атр= Fтр*s=мю*m*g*s
3. Вся затраченная работа А= (мю*m*g)²/2к + мю*m*g*s. Подставим данные, получим А= 44 Дж

Answer 2

Для перемещения бруска массой 8,0 кг на 10 см вправо из первоначального равномерного состояния пружины, нужно выполнить несколько шагов:

1. Найдите силу упругости, которую нужно приложить к пружине, чтобы сдвинуть брусок на 10 см вправо. Для этого воспользуйтесь законом Гука:

   F = k * Δx

   где F - сила упругости, k - постоянная упругости, Δx - изменение длины пружины (в данном случае, 10 см, что равно 0,10 м).

   F = 20 Н/м * 0,10 м = 2 Н

2. Теперь рассмотрим силу трения, действующую против перемещения бруска. Сила трения равна произведению коэффициента трения (μ) на нормальную силу (N), которая равна весу бруска.

   N = m * g

   где m - масса бруска, g - ускорение свободного падения (приближенно равно 9,8 м/с²).

   N = 8,0 кг * 9,8 м/с² ≈ 78,4 Н

   Теперь находим силу трения:

   Fтрения = μ * N = 0,50 * 78,4 Н ≈ 39,2 Н

3. Наконец, найдите общую силу, которую нужно приложить к бруску, чтобы сдвинуть его на 10 см вправо:

   Fобщая = F + Fтрения = 2 Н + 39,2 Н ≈ 41,2 Н

Таким образом, чтобы переместить брусок массой 8,0 кг на 10 см вправо из первоначального равномерного состояния пружины, нужно приложить общую силу около 41,2 Н вправо.