На яку висоту підніметься кулька масою 10 г, випущена з дитячого пістолета вертикально вгору, якщо пружина довжиною 15 см була стиснута до 5 см, а її жорсткість 10 Н/м?
Дано:
m=0,01 кг
L_0=0,15 м
L_1=0,05 м
k=10 Н/м
Знайти: h_m
Визначимо потенційну енергію стисненої пружиии.
E_n=\frac{kx^2}{2} (1)
k - жорсткість пружини, х - деформація (величина зміни початкового розміру) пружини.
x=L_0-L_1 (2)
E_n=\frac{k(L_0-L_1)^2}{2} (3)
Пружина, розпрямившись, передасть свою потенційну енергію у вигляді кінетичної енергії кулі.
Куля буде підійматися угору до тих пір, поки її кінетична енергія повністю не перейде у потенційну.
Тобто, згідно закону збереження енергії, потенційна енергія стисненої пружини дорівнюватиме потенційній енергії кулі на максимальній висоті.
Потенційна енергія кулі на максимальній висоті підйому:
E_{пк}=mgh_m (4)
(4)=(3)
mgh_m=\frac{k(L_0-L_1)^2}{2} (5)
h_m=\frac{k(L_0-L_1)^2}{2mg} (6)
h_m=\frac{10*(0,15-0,05)^2}{2*0,01*10}=0,5 м
Відповідь: 0,5 метра
Підтримайте, ставте лайк, якщо допоміг. Не зрозуміли - запитуйте, поясню. Потрібна допомога у розв'язанні задач з фізики - пишіть на ivankonosovskiy@gmail.com Допоможу безкоштовно.
Коментарі
Дописати коментар
Тут можна залишити коментар або звернення