Какую длину следует увеличить недеформированной пружине с коэффициентом жёсткости 100 Н/м, чтобы достичь равновесия

Содержание вопроса: Равновесие потенциальной энергии пружины

Разъяснение:
Когда недеформированная пружина увеличивает свою длину, она начинает хранить потенциальную энергию. Чтобы достичь равновесия потенциальной энергии, мы должны уравнять потенциальную энергию стороны, которая увеличивается, с потенциальной энергией стороны, которая уменьшается.

Формула для потенциальной энергии пружины связана с ее коэффициентом жесткости (k) и изменением длины пружины (Δx). В данном случае, нам известен коэффициент жесткости (k = 100 Н/м), и нам нужно выяснить, какую длину (Δx) следует увеличить недеформированной пружине.

Равновесие потенциальной энергии можно записать по формуле:

PE = (1/2) * k * (Δx)^2

где PE - потенциальная энергия, k - коэффициент жесткости, Δx - изменение длины пружины.

Чтобы достичь равновесия потенциальной энергии, нам нужно увеличить длину пружины (Δx) так, чтобы потенциальная энергия на обеих сторонах равнялась.

Пример:
Если потенциальная энергия одной стороны пружины равна 200 Дж, то чтобы достичь равновесия, нам нужно увеличить длину пружины на:

PE = (1/2) * 100 Н/м * (Δx)^2
200 Дж = (1/2) * 100 Н/м * (Δx)^2

Из этого уравнения мы можем найти Δx, изменение длины пружины.

Совет: Для лучшего понимания концепции потенциальной энергии пружины, рекомендуется также изучить закон Гука и связанные с ним концепции.

Упражнение: Пружина с коэффициентом жесткости 80 Н/м имеет потенциальную энергию 500 Дж. Какую длину следует увеличить недеформированной пружине, чтобы достичь равновесия потенциальной энергии?