Дано:
жесткость первой пружины k1 = 300 Н/м,
жесткость второй пружины k2 = 200 Н/м,
удлинение x = 5 см = 0,05 м.
Найти:
потенциальную энергию деформированных пружин Eп.
Решение:
При последовательном соединении пружин эквивалентная жесткость kэкв вычисляется по формуле:
1/kэкв = 1/k1 + 1/k2.
Подставим известные значения:
1/kэкв = 1/300 Н/м + 1/200 Н/м.
Найдём общий знаменатель:
1/kэкв = (2 + 3) / 600 = 5/600.
Теперь найдем kэкв:
kэкв = 600/5 = 120 Н/м.
Теперь вычислим потенциальную энергию системы пружин, используя формулу:
Eп = (1/2) * kэкв * x^2.
Подставим значения:
Eп = (1/2) * 120 Н/м * (0,05 м)^2.
Eп = (1/2) * 120 * 0,0025.
Eп = 60 * 0,0025.
Eп = 0,15 Дж.
Ответ:
Потенциальная энергия растянутых пружин составляет 0,15 Дж.