Чтобы определить, как изменится потенциальная энергия упругой деформации пружины при её растягивании на 2 см, можно воспользоваться формулой для потенциальной энергии упругой деформации:
\[ U = \frac{1}{2} k x^2 \]
где \( U \) — потенциальная энергия, \( k \) — жесткость пружины, а \( x \) — величина её деформации.
Дано, что пружина, растянутая на 1 см (0,01 м), имеет потенциальную энергию 10 Дж:
\[ U_1 = \frac{1}{2} k (0.01)^2 = 10 \, \text{Дж} \]
Теперь мы можем выразить жесткость пружины \( k \):
\[ k = \frac{2U_1}{(0.01)^2} = \frac{2 \cdot 10}{0.0001} = 200000 \, \text{Н/м} \]
Теперь найдём потенциальную энергию пружины, растянутой на 2 см (0,02 м):
\[ U_2 = \frac{1}{2} k (0.02)^2 = \frac{1}{2} \cdot 200000 \cdot (0.02)^2 \]
\[ U_2 = \frac{1}{2} \cdot 200000 \cdot 0.0004 = 40 \, \text{Дж} \]
Теперь мы можем найти увеличение потенциальной энергии:
\[ \Delta U = U_2 - U_1 = 40 \, \text{Дж} - 10 \, \text{Дж} = 30 \, \text{Дж} \]
Таким образом, потенциальная энергия упругой деформации увеличится на 30 Дж, если пружина будет растянута на 2 см.