Question

Пружина жесткостью 200 н/м, сжатая на 2 см, распрямившись, толкнула вверх шарик массой 20 г. На какую высоту подпрыгнул шарик?

Answer 1

///////////////////////////////////

Answer 2

Для решения этой задачи, мы можем использовать законы сохранения энергии. Когда пружина распрямляется, ее потенциальная энергия превращается в кинетическую энергию шарика, а затем обратно в потенциальную энергию, когда шарик подпрыгивает.

По закону Гука для пружины, потенциальная энергия пружины равна 1/2 * k * x^2, где k - коэффициент жесткости пружины (200 Н/м), а x - сжатие пружины (2 см = 0.02 м).

Потенциальная энергия пружины: Eп = 1/2 * 200 * 0.02^2 Eп = 0.02 Дж

Зная, что потенциальная энергия пружины превращается в потенциальную энергию гравитации, когда шарик поднимается, мы можем использовать закон сохранения энергии, чтобы найти, на какую высоту шарик подпрыгнул.

Потенциальная энергия гравитации: Eг = m * g * h

где m - масса шарика (20 г = 0.02 кг), g - ускорение свободного падения (приближенно равно 9.81 м/с^2), и h - высота подпрыгивания (в метрах).

Теперь мы можем выразить высоту h:

0.02 Дж = 0.02 кг * 9.81 м/с^2 * h

h = 0.02 Дж / (0.02 кг * 9.81 м/с^2) h = 0.02 / (0.02 * 9.81) h ≈ 1 м

Таким образом, шарик подпрыгнул на приблизительно 1 метр.