На какую высоту поднимется шарик вместе с бруском, если пружина в ружье была сжата на 5 см? Какова жёсткость пружины?

Тема занятия: Пружинное ружье

Разъяснение:
А чтобы решить данную задачу, нам понадобится знать закон Гука для упругих сил, который гласит, что сила упругости пропорциональна удлинению или сжатию пружины. Выражение этого закона можно записать как F = k * x, где F - сила упругости, k - коэффициент жесткости пружины (или просто жесткость пружины), x - удлинение или сжатие пружины.

В данной задаче нам дано удлинение пружины - 5 см. Теперь, чтобы найти высоту, на которую поднимется шарик вместе с бруском, мы должны использовать закон сохранения энергии. Энергия, которую получил шарик, равна потенциальной энергии пружины (Эпруж). Эпруж = (1/2) * k * x^2, где x - удлинение или сжатие пружины, k - жесткость пружины.

Теперь, чтобы найти высоту, на которую поднимется шарик, мы можем использовать выражение для потенциальной энергии шарика и бруска (Эшар + Эбруска = m * g * h, где m - масса шарика и бруска, g - ускорение свободного падения, h - высота подъема).

Мы можем приравнять эти выражения, так как энергия, которую получает шарик и брусок, должна быть равна потенциальной энергии пружины:
(1/2) * k * x^2 = m * g * h.

Теперь мы можем решить это уравнение для h, чтобы найти высоту подъема шарика и бруска.

Дополнительный материал:
Дано: удлинение пружины - 5 см.
Известные значения: масса шарика и бруска - 0.2 кг, ускорение свободного падения - 9.8 м/с^2, и коэффициент жесткости пружины - k.

1. Переведем удлинение пружины в метры: 5 см = 0.05 м.
2. Подставим известные значения в уравнение: (1/2) * k * (0.05)^2 = 0.2 * 9.8 * h.
3. Решим уравнение относительно h: h = ((1/2) * k * (0.05)^2) / (0.2 * 9.8).

Теперь, зная значение жесткости пружины (k), мы можем вычислить высоту подъема шарика и бруска.

Совет:
Для лучшего понимания темы пружинного ружья, рекомендуется ознакомиться с законом Гука и его применением. Также полезно изучить понятие потенциальной энергии и ее связь с механической энергией.

Задание для закрепления:
Пружина сжимается на 10 см. Масса шарика 0.3 кг. Известно, что ускорение свободного падения равно 9.8 м/с^2. Чтобы пружина подняла шарик, нужно приложить силу 10 Н. Какова жесткость этой пружины? Какую высоту достигнет шарик, если сила упругости станет равной нулю? (Ответы округлите до двух десятичных знаков).