2. Спусковую пружину пистолета сжали на 0,05 м, при вылете шарик для настольного тенниса массой 0,0018 кг приобрел скорость 1,9 м/с. Необходимо рассчитать, какова жесткость пружины. А) Запишите формулу кинетической энергии В) Определите максимальную кинетическую энергию шарика С) чему равна максимальная потенциальная энергия по закону сохранения энергии D) Запишите формулу максимальной потенциальной энергии упругодеформированного тела Е) Выведите из этой формулы, чему жесткость пружины F) Рассчитайте жесткость пружины (Помогите прошу дам, 50 баллов)
Ответы
Ответ:
А) Формула кинетической энергии:
Кинетическая энергия (К) вычисляется по формуле:
K = (1/2) * m * v^2,
где m - масса тела, v - скорость тела.
В данном случае, m = 0,0018 кг, v = 1,9 м/с.
B) Максимальная кинетическая энергия шарика:
Максимальная кинетическая энергия достигается в момент максимального сжатия пружины. Так как шарик обладает скоростью 1,9 м/с, его максимальная кинетическая энергия будет равна:
K_max = (1/2) * m * v_max^2,
где v_max - скорость шарика в момент максимального сжатия пружины.
C) Максимальная потенциальная энергия по закону сохранения энергии:
По закону сохранения энергии, максимальная потенциальная энергия упругодеформированного тела равна максимальной кинетической энергии:
P_max = K_max.
D) Формула максимальной потенциальной энергии упругодеформированного тела:
P_max = (1/2) * k * x^2,
где k - жесткость пружины, x - сжатие пружины.
E) Вывод формулы жесткости пружины:
P_max = (1/2) * k * x^2,
K_max = P_max.
Подставляя выражение для P_max в выражение для K_max, получаем:
K_max = (1/2) * k * x^2.
F) Расчет жесткости пружины:
Из выведенной формулы:
(1/2) * k * x^2 = (1/2) * m * v_max^2.
Разрешая уравнение относительно k, получаем:
k = (m * v_max^2) / x^2.
Подставляя значения:
m = 0,0018 кг,
v_max = 1,9 м/с,
x = 0,05 м,
получаем:
k = (0,0018 кг * (1,9 м/с)^2) / (0,05 м)^2.
Выполняя вычисления, получаем значение жесткости пружины.
Объяснение: