Динамометр, рассчитанный на максимальную силу 40 Н, имеет пружину с жесткостью 500 Н/м. Какую работу надо совершить, чтобы растянуть эту пружину от середины шкалы до последнего деления?
от

1 Ответ

дано:
- максимальная сила F_max = 40 Н
- жесткость пружины k = 500 Н/м

найти:
- работу A, необходимую для растяжения пружины от середины шкалы до последнего деления

решение:

1. Определим длину растяжения пружины в случае максимальной силы:
   F_max = k * x_max,
   где x_max - максимальное растяжение пружины.
   Отсюда найдем x_max:
   x_max = F_max / k = 40 Н / 500 Н/м = 0,08 м.

2. Середина шкалы соответствует половине максимального растяжения:
   x_mid = x_max / 2 = 0,08 м / 2 = 0,04 м.

3. Работа, совершаемая при растяжении пружины, вычисляется по формуле:
   A = (1/2) * k * (x_final^2 - x_initial^2),
   где x_final - конечное растяжение (0,08 м), а x_initial - начальное растяжение (0,04 м).

4. Подставим значения в формулу:
   A = (1/2) * 500 Н/м * ((0,08 м)^2 - (0,04 м)^2).

5. Рассчитаем квадраты:
   (0,08 м)^2 = 0,0064 м^2,
   (0,04 м)^2 = 0,0016 м^2.

6. Подставим значения в уравнение работы:
   A = (1/2) * 500 Н/м * (0,0064 м^2 - 0,0016 м^2)
   A = (1/2) * 500 Н/м * 0,0048 м^2
   A = 250 Н/м * 0,0048 м^2
   A = 1,2 Дж.

ответ:
Работа, необходимая для растяжения пружины от середины шкалы до последнего деления, составляет 1,2 Дж.
от