Question

Помогите пожалуйста Стиснена пружина, жорсткість якої 10 кН/м, діє на прикріплене до неїтіло із силою 400 Н. Яка величина потенціальної енергії пружини? Якуроботу виконала зовнішня сила під час стискання пружини? Яку роботувиконає сила пружності, якщо пружина відновить початкову форму? помогите пожалуйста​

Answer 1

Ответ:

Стиснена пружина, жорсткість якої 10 кН/м, діє на прикріплене до неїтіло із силою 400 Н. Яка величина потенціальної енергії пружини? Якуроботу виконал …

Answer 2

Задача включає в себе кілька понять і формул з фізики, щоб знайти потенціальну енергію пружини, роботу зовнішньої сили та роботу сили пружності. Давайте розглянемо це крок за кроком.

1. Потенціальна енергія пружини (U): Потенціальна енергія пружини визначається формулою:

   $U = \frac{1}{2}kx^2$

   Де:

   • $U$ - потенціальна енергія пружини
   • $k$ - жорсткість пружини (10 кН/м = 10,000 Н/м)
   • $x$ - зсув (або стиснення) пружини відносно її початкового положення

   Ваша пружина стискається під дією сили 400 Н, тобто $x = \frac{F}{k} = \frac{400 Н}{10,000 Н/м} = 0.04 м$.

   Підставляючи значення $k$ і $x$ у формулу, отримаємо потенціальну енергію пружини:

   $U = \frac{1}{2} \cdot 10,000 Н/м \cdot (0.04 м)^2 = 8 Джоулів$

   Таким чином, потенціальна енергія пружини становить 8 Джоулів.

2. Робота зовнішньої сили (W_ext): Робота, яку виконує зовнішня сила під час стискання пружини, рівна зміні потенціальної енергії пружини. Тобто:

   $W_{\text{ext}} = \Delta U$

   Оскільки потенціальна енергія збільшилася на 8 Джоулів (від 0 до 8 Дж), то і робота зовнішньої сили дорівнює 8 Джоулів.

3. Робота сили пружності (W_spring): Робота сили пружності при поверненні пружини у початкову форму також рівна зміні потенціальної енергії пружини. Тобто:

   $W_{\text{spring}} = -\Delta U$

   Знак "-" вказує на те, що робота сили пружності відбувається протилежно напрямку роботи зовнішньої сили. Тому робота сили пружності дорівнює -8 Джоулів.

Отже:

• Потенціальна енергія пружини дорівнює 8 Джоулів.
• Робота зовнішньої сили під час стискання пружини дорівнює 8 Джоулів.
• Робота сили пружності при поверненні пружини у початкову форму дорівнює -8 Джоулів.