Дано:
жесткость первой пружины k1 = 100 Н/м,
жесткость второй пружины k2 = 150 Н/м,
сила растяжения F = 15 Н.
Найти:
потенциальную энергию деформированных пружин Eп.
Решение:
При параллельном соединении пружин эквивалентная жесткость kэкв вычисляется по формуле:
kэкв = k1 + k2.
Подставим известные значения:
kэкв = 100 Н/м + 150 Н/м = 250 Н/м.
Теперь найдем удлинение x, используя закон Гука:
F = kэкв * x,
где F – сила, kэкв – эквивалентная жесткость, x – удлинение.
Перепишем формулу для нахождения x:
x = F / kэкв.
Подставим известные значения:
x = 15 Н / 250 Н/м = 0,06 м.
Теперь вычислим потенциальную энергию системы пружин, используя формулу:
Eп = (1/2) * kэкв * x^2.
Подставим значения:
Eп = (1/2) * 250 Н/м * (0,06 м)^2.
Eп = (1/2) * 250 * 0,0036.
Eп = 125 * 0,0036.
Eп = 0,45 Дж.
Ответ:
Потенциальная энергия деформированных пружин составляет 0,45 Дж.