Физика задачи с энергией. 1. Груз массой 2.0 кг положенный на легкую чашу пружинных бытовых весов сжимают пружину на 10 мм. Чему равна потенциальная энергия сжатой пружины?
2. Какая работа производится при сжатии рессор железнодорожного вагона на 3 см если для сжатия рессор на 1 см требуется сила 98 кН?
3. Подъем груза массой 20 кг осуществляется под действием постоянной силы равной 400 Н и направленной вертикально вверх. какой потенциальной энергией будет обладать груз на высоте 15м? Какую работу совершит данная сила? Чему равна кинетическая энергия груза на этой высоте?

Предыдущий
вопрос Следующий
вопрос

Потенциальная энергия сжатой пружины вычисляется по формуле:
(E_p = \frac{1}{2}kx^2), где k - коэффициент упругости пружины, x - сжатие пружины.
Подставляем данные:
k = F/x = 2.0 кг 10 Н/мм = 20 Н/мм = 2010^3 Н/м
x = 10 мм = 0.01 м
(E_p = \frac{1}{2} 2010^3 * (0.01)^2 = 1 \,Дж)

Работа, произведенная при сжатии рессоры, равна изменению потенциальной энергии пружины:
(W = \frac{1}{2}kx^2)
Подставляем данные:
k = 98 кН/см = 9810^3 Н/м
x = 3 см = 0.03 м
(W = \frac{1}{2} 9810^3 (0.03)^2 = 44.1 \,Дж)

Потенциальная энергия груза на высоте 15 м вычисляется по формуле:
(E_p = mgh), где m - масса груза, g - ускорение свободного падения, h - высота подъема.
Подставляем данные:
m = 20 кг
g = 9.8 м/с²
h = 15 м
(E_p = 20 9.8 15 = 2940 \,Дж)

Работа, совершенная силой при подъеме груза:
(W = Fs), где F - сила, s - путь.
Подставляем данные:
F = 400 Н
s = h = 15 м
(W = 400 * 15 = 6000 \,Дж)

Кинетическая энергия груза на высоте 15 м равна:
(E_k = E_p - W = 2940 - 6000 = -3060 \,Дж) (отрицательный знак означает, что кинетическая энергия отсутствует на этой высоте)