Яка з пружин на рисунку, що зазнали деформації, має найнижчу потенціальну енергію?

Суть вопроса: Пружини и потенциальная энергия

Описание: Пружина, которая имеет наименьшую потенциальную энергию после деформации, будет та, у которой максимально возможное сжатие или растяжение.

Пружинная энергия может быть вычислена по формуле: E = (1/2) * k * x^2, где E - потенциальная энергия пружины, k - коэффициент жесткости пружины, x - деформация пружины.

Мы можем определить пружину с наименьшей потенциальной энергией, сравнивая коэффициенты жесткости пружин и их деформации. Принимая во внимание формулу, пружина будет иметь наименьшую потенциальную энергию, когда у нее максимально возможное сжатие или растяжение при одной и той же силе.

Демонстрация: Предположим, что у нас есть две пружины, пружина А имеет коэффициент жесткости 10 Н/м и деформацию в 0,1 м, а пружина Б имеет коэффициент жесткости 5 Н/м и деформацию в 0,3 м. Мы можем вычислить потенциальную энергию для каждой пружины, чтобы определить, у какой из них она ниже.

E_А = (1/2) * 10 * (0,1)^2 = 0,05 Дж
E_Б = (1/2) * 5 * (0,3)^2 = 0,225 Дж

Исходя из вычислений, пружина А имеет нижнюю потенциальную энергию.

Совет: Для лучшего понимания этой темы рекомендуется изучить закон Гука, который определяет связь между силой, деформацией и коэффициентом жесткости пружины. Также полезно решать практические задачи, чтобы применить полученные знания на практике.

Дополнительное задание: У вас есть пружина с коэффициентом жесткости 8 Н/м и деформацией 0,4 м. Вычислите потенциальную энергию пружины.