Похожие вопросы
2025-10-13 15:20:27
Какова жёсткость спусковой пружины игрушечного пистолета, если её сжали на 2 см, а шарик массой 20 г при вылете приобрёл скорость 6 м/с?
Физика 10 класс Законы сохранения энергии жесткость пружины спусковая пружина игрушечный пистолет сжатие пружины масса шарика скорость вылета физика механика закон Гука расчет силы
2025-10-13 15:20:45
Чтобы найти жёсткость спусковой пружины, нам нужно использовать закон сохранения энергии, который гласит, что потенциальная энергия, накопленная в пружине, преобразуется в кинетическую энергию шарика при его вылете.
Шаг 1: Найдем кинетическую энергию шарика. Кинетическая энергия (Ек) рассчитывается по формуле:
- Ек = (m * v²) / 2
где:
- m - масса шарика (в килограммах),
- v - скорость шарика (в метрах в секунду).
Подставим данные:
- m = 20 г = 0.02 кг (так как 1 г = 0.001 кг),
- v = 6 м/с.
Теперь подставим значения в формулу:
- Ек = (0.02 * 6²) / 2 = (0.02 * 36) / 2 = 0.72 / 2 = 0.36 Дж.
Шаг 2: Найдем потенциальную энергию пружины. Потенциальная энергия (Еп) пружины рассчитывается по формуле:
- Еп = (k * x²) / 2
где:
- k - жёсткость пружины (в Н/м),
- x - сжатие пружины (в метрах).
Сжали пружину на 2 см, что в метрах будет:
- x = 2 см = 0.02 м.
Шаг 3: Установим равенство между потенциальной и кинетической энергией:
- Еп = Ек.
Подставим значения:
- (k * 0.02²) / 2 = 0.36.
Шаг 4: Упростим уравнение:
- (k * 0.0004) / 2 = 0.36.
Умножим обе стороны на 2:
- k * 0.0004 = 0.72.
Теперь разделим обе стороны на 0.0004:
- k = 0.72 / 0.0004 = 1800 Н/м.
Ответ: Жёсткость спусковой пружины игрушечного пистолета составляет 1800 Н/м.