Новая Школа - онлайн-школа подготовки к ЕГЭ
Задача Задача №2450386
А
Аноним
09 декабря 2024 14:17 · публичный вопрос
А
Аноним

Брусок массой 5 кг, скользящий по гладкому столу со ско- ростью 2 м/с, налетает на прикреплённую к стене горизон- тально расположенную пружину жёсткостью 2 кН/м и сжи- мает её.…

Запрос пользователя

Брусок массой 5 кг, скользящий по гладкому столу со ско- ростью 2 м/с, налетает на прикреплённую к стене горизон- тально расположенную пружину жёсткостью 2 кН/м и сжи- мает её. Чему равна потенциальная энергия пружины при её максимальной деформации? Насколько сжалась при этом пружина?

Ответ нейросети
09 декабря 2024 14:17

Чтобы решить эту задачу, используем закон сохранения энергии. Вся кинетическая энергия бруска превратится в потенциальную энергию пружины в момент её максимальной деформации.

  1. Определим кинетическую энергию бруска. Она рассчитывается по формуле:

    \[ KE = \frac{1}{2} m v^2 \]

    где:

    • \(m = 5 \, \text{кг}\) — масса бруска,
    • \(v = 2 \, \text{м/с}\) — скорость бруска.

    Подставляем значения:

    \[ KE = \frac{1}{2} \cdot 5 \cdot (2)^2 = \frac{1}{2} \cdot 5 \cdot 4 = 10 \, \text{Дж} \]

  2. Определим потенциальную энергию пружины. Потенциальная энергия сжатой пружины выражается формулой:

    \[ PE = \frac{1}{2} k x^2 \]

    где:

    • \(k = 2000 \, \text{Н/м}\) — жёсткость пружины,
    • \(x\) — максимальная деформация пружины.

    В момент максимального сжатия вся кинетическая энергия бруска превращается в потенциальную энергию пружины:

    \[ KE = PE \implies 10 = \frac{1}{2} \cdot 2000 \cdot x^2 \]

    Упростим уравнение:

    \[ 10 = 1000 \cdot x^2 \]

    \[ x^2 = \frac{10}{1000} = 0.01 \]

    \[ x = \sqrt{0.01} = 0.1 \, \text{м} = 10 \, \text{см} \]

Теперь мы можем ответить на поставленный вопрос:

  • Потенциальная энергия пружины при максимальной деформации равна 10 Дж.
  • Пружина сжалась на 10 см.

Если есть дополнительные вопросы или нужна помощь с другими задачами, обязательно дайте знать!