Дано:
- масса бруска m = 500 г = 0.5 кг
- жёсткость пружины k = 100 Н/м
- удлинение пружины Δx = 3 см = 0.03 м
Вопросы:
1. Какую силу F необходимо приложить, чтобы равномерно перемещать брусок?
2. Какова потенциальная энергия, запасённая в пружине при удлинении 3 см?
3. Каково значение силы трения, если брусок движется равномерно?
Решение:
1. Для нахождения силы F, необходимой для равномерного перемещения бруска, используем закон Гука:
F = k * Δx
Подставим значения:
F = 100 Н/м * 0.03 м = 3 Н
Ответ: Необходимая сила для равномерного перемещения бруска составляет 3 Н.
2. Потенциальная энергия (Eпот) пружины рассчитывается по формуле:
Eпот = 0.5 * k * (Δx)^2
Подставим значения:
Eпот = 0.5 * 100 Н/м * (0.03 м)^2 = 0.5 * 100 * 0.0009 = 0.045 Дж
Ответ: Потенциальная энергия, запасённая в пружине, составляет 0.045 Дж.
3. Так как брусок движется равномерно, сила, приложенная к нему (F), равна силе трения (Fтр). Мы уже нашли, что F = 3 Н. Следовательно, сила трения тоже равна 3 Н.
Ответ: Сила трения, действующая на брусок, составляет 3 Н.