Спусковую пружину игрушечного пистолета сжали на 5 см, при вылете шарик массой 20 г приобрел скоростью 1 м/с. Необходимо рассчитать, какова потенциальная энергия и жесткость пружины . 40 баллов
Ответы
Ответ:
Для решения задачи нам нужно использовать формулы для потенциальной энергии и жесткости пружины.
Потенциальная энергия пружинного движителя вычисляется по формуле:
Ep = (kx^2)/2,
где k - жесткость пружины, x - сжатие пружины.
Жесткость пружины можно вычислить по формуле:
k = F/x,
где F - сила, которую необходимо приложить, чтобы сжать пружину на единицу длины.
В данной задаче известны следующие данные:
x = 5 см = 0,05 м - сжатие пружины
m = 20 г = 0,02 кг - масса шарика
v = 1 м/с - скорость шарика при вылете
Сначала рассчитаем потенциальную энергию пружинного движителя:
Ep = (kx^2)/2
Ep = (40 * 0.05^2)/2
Ep = 0.05 Дж
Теперь рассчитаем жесткость пружины:
k = F/x
F = m * v^2/2
F = 0.02 * 1^2/2
F = 0.01 Н
k = F/x
k = 0.01/0.05
k = 0.2 Н/м
Ответ: потенциальная энергия пружинного движителя равна 0.05 Дж, жесткость пружины равна 0.2 Н/м.