Как изменится потенциальная энергия пружины, если ее сжать на 3 см и ее коэффициент жесткости составляет 104 Н/м?

Alina

6

Хорошо, давайте решим эту физическую задачу пошагово. Задача заключается в определении изменения потенциальной энергии пружины при сжатии на 3 см, если ее коэффициент жесткости составляет 104 Н/м.

Первый шаг - определение формулы, которую мы будем использовать для решения задачи. В данном случае мы можем использовать закон Гука, который устанавливает, что потенциальная энергия \(U\) пружины, сжатой или растянутой на расстояние \(x\), связана с ее коэффициентом жесткости \(k\) следующим образом:

\[U = \frac{1}{2} kx^2\]

Теперь, когда мы установили формулу, перейдем к следующему шагу - решению задачи.

Шаг 2: Подставьте известные значения в формулу. В данном случае нам дано, что пружину сжали на 3 см, что составляет 0,03 м, и что коэффициент жесткости пружины равен 104 Н/м. Подставим эти значения в формулу:

\[U = \frac{1}{2} \cdot 104 \cdot (0.03)^2\]

Шаг 3: Рассчитайте значение выражения в скобках. В данном случае мы получим:

\[U = \frac{1}{2} \cdot 104 \cdot 0.0009\]

Перемножим числа:

\[U = 52 \cdot 0.0009\]

\[U = 0.0468\]

Шаг 4: Ответьте на вопрос, как изменится потенциальная энергия пружины. Исходя из вычислений, полученное значение для потенциальной энергии пружины, сжатой на 3 см при коэффициенте жесткости 104 Н/м, составляет 0,0468 Дж.

Таким образом, потенциальная энергия пружины увеличивается на 0,0468 Дж при сжатии на 3 см.

Я надеюсь, что это решение позволяет понять школьнику описание и обоснование шагов решения данной задачи. Если у вас возникнут еще вопросы, не стесняйтесь спрашивать!