Для решения задачи о запасенной энергии в пружине, используем формулу для потенциальной энергии упругой деформации:
\[ E = \frac{1}{2} k x^2, \]
где:
- \( E \) — энергия, запасенная в пружине,
- \( k \) — жесткость пружины,
- \( x \) — удлинение пружины.
Сначала найдем удлинение пружины \( x \) с помощью закона Гука, который описывается формулой:
\[ F = k x, \]
где \( F \) — приложенная сила. Здесь нам известна сила \( F = 80 \, \text{Н} \) и жесткость \( k = 400 \, \text{Н/м} \).
Подставим известные значения в уравнение для определения \( x \):
\[ 80 = 400 x. \]
Теперь решим его относительно \( x \):
\[ x = \frac{80}{400} = 0.2 \, \text{м}. \]
Теперь, зная, что удлинение пружины \( x = 0.2 \, \text{м} \), можем подставить его в формулу для вычисления энергии:
\[ E = \frac{1}{2} \times 400 \times (0.2)^2. \]
Вычислим:
\[ E = \frac{1}{2} \times 400 \times 0.04 = 8 \, \text{Дж}. \]
Таким образом, энергия, запасенная в пружине, составляет 8 Дж.