Дано:
жесткость пружины k = 400 Н/м,
масса груза m = 250 г = 0,25 кг.
Найти:
потенциальную энергию деформированной пружины Eп.
Решение:
Сначала найдем силу тяжести, действующую на груз:
F = m * g,
где g = 9,81 м/с^2 (ускорение свободного падения).
Подставим значения:
F = 0,25 кг * 9,81 м/с^2 = 2,4525 Н.
Эта сила равна силе, сжимающей пружину, поэтому:
F = k * x,
где x – удлинение пружины.
Теперь выразим x:
x = F / k = 2,4525 Н / 400 Н/м = 0,00613125 м = 6,13125 мм.
Теперь вычислим потенциальную энергию деформированной пружины с использованием формулы:
Eп = (1/2) * k * x^2.
Подставим значения:
Eп = (1/2) * 400 Н/м * (0,00613125 м)^2.
Eп = 200 * 0,00003749 ≈ 0,007498.
Ответ:
Потенциальная энергия деформированной пружины составляет приблизительно 0,0075 Дж.