3. При нажатии курка пластмассового пистолетика пружина сжалась на 0,05 м, при вылете из пистолета шарик приобрел кинетическую энергию 0,02Дж. A) Запишите закон сохранения механической энергии для данной задачи [1] В) Преобразуейте формулу для нахождения жесткости пружины [1] С) Вычислите жесткость пружины [1]
пжж срочно
Ответы
Відповідь:
жесткость пружины равна 16 Н/м.
Пояснення:
A) Закон сохранения механической энергии: потенциальная энергия упругой деформации пружины должна быть равна кинетической энергии шарика при вылете из пистолета:
Eпот = Eкин
B) Формула для нахождения жесткости пружины:
F = k * x
где F - сила, действующая на пружину, x - изменение длины пружины, k - жесткость пружины.
Выразим жесткость пружины:
k = F / x
C) Чтобы найти жесткость пружины, нам нужно знать силу, которая действует на пружину. По условию задачи, пружина сжалась на 0,05 м, следовательно, ее удлинение равно x = 0,05 м. Кинетическая энергия шарика при вылете из пистолета равна 0,02 Дж. Так как всю кинетическую энергию получает шарик, то мы можем сказать, что работу совершила пружина, раздвигаясь, чтобы выстрелить шарик. Работа, совершенная пружиной, равна изменению потенциальной энергии упругой деформации:
W = ΔEпот = 1/2 * k * x^2
Подставляем известные значения:
0,02 Дж = 1/2 * k * (0,05 м)^2
Решаем уравнение относительно k:
k = 2 * 0,02 Дж / (0,05 м)^2 = 16 Н/м
Ответ: жесткость пружины равна 16 Н/м.