Чтобы найти потенциальную энергию сжатой пружины, можно воспользоваться формулой:
\[ E_p = \frac{1}{2} k x^2 \]
где:
- \( E_p \) — потенциальная энергия,
- \( k \) — жесткость пружины (в Н/м),
- \( x \) — степень сжатия пружины (в метрах).
В вашем случае, длина пружины в нормальном состоянии равна 30 см, а при сжатии — 20 см. Степень сжатия будет равна:
\[ x = L_0 - L = 0.30 \, \text{м} - 0.20 \, \text{м} = 0.10 \, \text{м} \]
Жесткость пружины \( k = 5 \, \text{kN/m} = 5000 \, \text{N/m} \).
Теперь подставим значения в формулу:
\[ E_p = \frac{1}{2} \cdot 5000 \, \text{N/m} \cdot (0.10 \, \text{м})^2 \]
\[ E_p = \frac{1}{2} \cdot 5000 \cdot 0.01 \]
\[ E_p = \frac{1}{2} \cdot 50 \]
\[ E_p = 25 \, \text{Дж} \]
Таким образом, потенциальная энергия сжатой пружины составляет 25 Дж. Правильный ответ — 1) 25 Дж.