На какую высоту поднимется тело массой 0,5 кг при выстреле из вертикального пружинного ружья, если жесткость пружины 250 Н/м, а сама пружина сжата на 25 см​
от

1 Ответ

Дано:  
- Масса тела: m = 0.5 кг
- Жесткость пружины: k = 250 Н/м
- Сжатие пружины: x = 25 см = 0.25 м

Найти:  
- Высоту, на которую поднимется тело при выстреле из вертикального пружинного ружья

Решение:  
При сжатии пружины потенциальная энергия упругой деформации пружины преобразуется в кинетическую энергию тела и его потенциальную энергию положения.

1. Найдем работу пружины по закону Гука:  
W = (1/2) * k * x^2  
W = (1/2) * 250 * 0.25^2  
W = 7.8125 Дж  

2. Эта работа превращается в потенциальную и кинетическую энергию:  
W = m * g * h + (1/2) * m * v^2  
Где h - искомая высота подъема тела, v - скорость тела при отрыве от пружины.

3. Найдем скорость тела в момент отрыва:  
W = (1/2) * m * v^2  
7.8125 = (1/2) * 0.5 * v^2  
v = √(2 * 7.8125 / 0.5)  
v ≈ 5.57 м/с  

4. Найдем высоту подъема тела:  
W = m * g * h + (1/2) * m * v^2  
7.8125 = 0.5 * 9.8 * h + (1/2) * 0.5 * 5.57^2  
7.8125 = 4.9h + 7.768  
4.9h = -0.043  
h ≈ -0.0088 м  

Ответ:  
Тело поднимется на примерно 0.0088 м (8.8 мм).
от