Яка буде найбільша швидкість руху візка по столу, якщо його відпустити після розтягнення горизонтальної пружини

Тема: Рух візка після розтягнення горизонтальної пружини

Пояснення: При розтягуванні горизонтальної пружини і відпусканні візка, потенціальна енергія пружини перетворюється на кінетичну енергію візка. Знаючи закон Гука (F = kx), де F - сила, k - жорсткість пружини, x - відстань розтягнення, ми можемо визначити певні параметри для відповіді на поставлене питання.

Спочатку розрахуємо силу, з якою пружина діє на візок при розтягненні. Використовуючи закон Гука, ми отримуємо:

F = k * x
F = 250 Н/м * 0,04 м
F = 10 Н

Тепер знаючи силу, можемо обчислити кінетичну енергію візка, використовуючи основне рівняння:

Eк = (1/2) * m * v²

де Eк - кінетична енергія, m - маса візка, v - швидкість візка.

Підставивши дані:

10 Н = (1/2) * 0,4 кг * v²

Розрахуємо швидкість:

10 = 0,2 * v²
50 = v²
v = √50
v ≈ 7,07 м/с

Отже, найбільша швидкість руху візка по столу після розтягнення пружини становить близько 7,07 м/с.

Приклад використання: Знайти найбільшу швидкість руху візка по столу, якщо його відпустити після розтягнення горизонтальної пружини, яка спочатку була стиснутою на 3 см. Маса візка - 500 г, а жорсткість пружини - 150 Н/м.

Порада: Для кращого розуміння даної теми рекомендую ознайомитися з законом Гука та основними рівняннями кінематики. Робіть схеми та креслення для кращого візуального сприйняття.

Вправа: Яка буде швидкість руху візка по столу, якщо маса візка - 600 г, а жорсткість пружини - 200 Н/м, і візок відпускають після розтягнення пружини на 5 см?