При удлинении на 2 см стальная пружина имеет потенциальную энергию упругой деформации 4 дж. как измениться потенцианальная энергия этой пружины при уменьшении удлинения на 1 см? Варианты ответа: 1) уменьшится на 1 Дж 2) уменьшится на 2 Дж 3) уменьшится на 3 Дж 4) уменьшится на 4 Дж

Дано:

dx1 = 2 сантиметра = 0,02 метра - удлинение пружины;

E1 = 4 Джоуля - потенциальная энергия пружины при удлинении dx1;

dx2 = 1 сантиметр = 0,01 метра - удлинение пружины.

Требуется определить dE (Джоуль) - на сколько уменьшится потенциальная энергия пружины при удлинении dx2.

Найдем коэффициент жесткости пружины:

k = 2 * E1 / dx1² = 2 * 4 / 0,02² = 2 * 4 / 0,0004 = 20000 Ньютон/метр.

Тогда потенциальная энергия во втором случае будет равна:

E2 = k * dx2² / 2 = 20000 * 0,01² / 2 = 20000 * 0,0001 / 2 = 2 / 2 = 1 Джоуль.

Тогда:

dE = dE1 - dE2 = 4 - 1 = 3 Джоуля, то есть, уменьшится на 3 Джоуля.

Ответ: потенциальная энергия пружины уменьшится на 3 Джоуля (правильный ответ: 3).