Дано:
Сжатие пружины (x) = 0.05 м (5 см)
Масса шарика (m) = 0.02 кг (20 г)
Скорость шарика после вылета (v) = 4 м/с
Найти:
Жесткость пружины (k)
Решение:
Используем закон сохранения энергии:
1. Энергия потенциальная пружины, когда она сжата на расстояние x, равна энергии кинетической энергии шарика после вылета.
Эп = Ek
2. Энергия потенциальная пружины (Ep) = 0.5 * k * x^2
Эп = 0.5 * k * (0.05)^2
3. Энергия кинетическая шарика (Ek) = 0.5 * m * v^2
4. Подставляем значения и находим жесткость пружины:
0.5 * k * (0.05)^2 = 0.5 * 0.02 * (4)^2
Выразим k:
k = (0.5 * 0.02 * (4)^2) / (0.5 * (0.05)^2)
k = (0.01 * 16) / 0.0025
k = 64 / 0.0025
k = 25600 Н/м
Ответ:
Жесткость пружины составляет 25600 Н/м.