Если вертикальная пружина, жестко закрепленная на одном конце и имеющая коэффициент упругости 98 Н/м, растягивается
Если вертикальная пружина, жестко закрепленная на одном конце и имеющая коэффициент упругости 98 Н/м, растягивается на 10 см внешней силой таким образом, что ее свободный конец перемещается без ускорения, то какова суммарная работа, производимая внешней силой и силой упругости? (в кДж)
18.12.2023 17:58
Пояснение: Для решения этой задачи нам понадобится знание о работе и законе Гука. Работа, производимая внешней силой, определяется как произведение силы и перемещения в направлении силы. В данном случае, внешняя сила растягивает пружину на 10 см, поэтому перемещение равно 0.1 м (10 см = 0.1 м).
В работе также участвует сила упругости пружины, которая определяется законом Гука - F = kx, где F - сила упругости, k - коэффициент упругости, x - удлинение пружины. В данной задаче удлинение равно 0.1 м, а коэффициент упругости равен 98 Н/м. Подставляя значения в формулу, получаем:
F = kx = 98 Н/м * 0.1 м = 9.8 Н
Так как перемещение свободного конца пружины происходит без ускорения, суммарная работа, производимая внешней силой и силой упругости, равна нулю. Это происходит потому, что работа, произведенная внешней силой, компенсируется работой, произведенной силой упругости.
Доп. материал: Какова суммарная работа, производимая внешней силой и силой упругости, если вертикальная пружина с коэффициентом упругости 70 Н/м растягивается на 15 см?
Совет: Для понимания работы и энергии важно разобраться в основных формулах и законах, таких как закон Гука и формула для работы. Рекомендуется также проводить практические эксперименты и задачи, чтобы закрепить полученные знания.
Упражнение: Если груз массой 2 кг поднимается на высоту 5 м, сколько работы производится против силы тяжести? (g = 9.8 м/c²)