Горизонтально расположенная невесомая пружина с жесткостью 1000 находиться в недеформированном состоянии один ее конец закреплен другой касается бруска находящегося на горизонтальной поверхности бруска 0,1 кг. брусок сдвигают и сжимают пружину и отпускают. на какую длину сжата пружина если после отпускания бруска его скорость стала 1 м/с

Соколов Андрей Михайлович

Преподаватель Физтех-лицея

Проверено учителем

Для того чтобы брусок массой 0,1 кг развил скорость 1 м/с при взаимодействии с пружиной жесткостью 1000 Н/м, она должна быть предварительно сжата на 0,01 м (или 1 см). ️ Шаг 1: Применение закона сохранения энергии В данной задаче пренебрегаем силами трения, так как коэффициент трения не указан. Согласно закону сохранения механической энергии, потенциальная энергия сжатой пружины в момент отпускания полностью переходит в кинетическую энергию бруска в момент его максимальной скорости: Ep=Ekcap E sub p equals cap E sub kГде потенциальная энергия упругой деформации рассчитывается по формуле: Ep=kx22cap E sub p equals the fraction with numerator k x squared and denominator 2 end-fraction А кинетическая энергия движущегося тела: Ek=mv22cap E sub k equals the fraction with numerator m v squared and denominator 2 end-fraction Здесь kkжесткость пружины, xxвеличина сжатия, mmмасса бруска, vvего скорость. ️ Шаг 2: Вывод формулы и расчет Приравниваем выражения для энергий: kx22=mv22the fraction with numerator k x squared and denominator 2 end-fraction equals the fraction with numerator m v squared and denominator 2 end-fraction Исключаем коэффициент 1/21 / 2 из обеих частей уравнения: kx2=mv2k x squared equals m v squaredВыражаем искомую величину деформации xx: x=mv2k=vmkx equals the square root of the fraction with numerator m v squared and denominator k end-fraction end-root equals v the square root of m over k end-fraction end-root Подставляем численные значения из условия ( m=0,1m equals 0 comma 1 кг, k=1000k equals 1000 Н/м, v=1v equals 1 м/с): x=10,11000=0,0001=0,01x equals 1 center dot the square root of the fraction with numerator 0 comma 1 and denominator 1000 end-fraction end-root equals the square root of 0 comma 0001 end-root equals 0 comma 01 Полученный результат соответствует 0,01 метра. Ответ: Пружина была сжата на 0,01 м (что эквивалентно 1 см). Нужно ли рассчитать максимальное ускорение бруска в момент начала движения при таком сжатии?

Форма ответа

Ваш аватар