Яку висоту підніметься кулька, якщо пружину стиснути на 3см, якщо пружинна рушниця вистрілює кульку вертикально вгору

Тема: Очень интересная физика: пружинная энергия и вертикальное движение

Инструкция:
Чтобы решить эту задачу, нам необходимо использовать законы сохранения энергии и уравнение связи для пружинного движения.

Первоначально, мы знаем, что пушка стреляет кульку вертикально вверх на высоту 45 см, когда пружина сжимается на 1 см. Пусть это будет первой ситуацией (1).

После этого мы сьем сжать пружину на 3 см, что является второй ситуацией (2). Наша задача - найти разницу в высоте кульки между этими двумя ситуациями.

Когда пружина сжимается, в нее накапливается потенциальная энергия упругости (E1). Когда пружина расширяется, энергия превращается в кинетическую энергию кульки, а затем обратно в потенциальную энергию упругости (E2).

Используя эти законы, мы можем записать уравнение сохранения энергии:

E1 + E2 = E1' + E2'

Поскольку начальная кинетическая энергия (E1) в ситуации (1) равна нулю, и конечная кинетическая энергия (E2') в ситуации (2) также равна нулю (в точке наивысшего расширения), уравнение упрощается:

E1 = E2

Таким образом, разница в потенциальной энергии упругости (E1 - E2) равна нулю, и это равно разнице в высоте поднятия кульки между двумя ситуациями.

Поэтому, ответ на задачу составляет 0 см. Высота поднятия кульки будет такой же при сжатии и расширении пружины.

Пример использования:
Ученик должен понять, что при сжатии пружины на 3 см и вертикальном движении кульки, высота подъема кульки будет такой же, как при сжатии пружины на 1 см.

Совет:
Для лучшего понимания этой темы, рекомендуется изучить законы сохранения энергии и уравнения связи для пружинного движения. Практиковать различные задачи и эксперименты с пружинами также поможет лучше понять это явление.

Упражнение:
Если пружина сжимается на 2 см, какова будет высота подъема кульки при вертикальном движении?