Мальчик определил максимальную силу, с которой он может растягивать динамометр. она оказалась равной 400 Н. Какая работы совершается этой силой при растяжении пружины? Жесткость пружины динамометра 100000 Н/м.

Определение величины деформации пружины

Для решения задачи сперва необходимо определить на какое расстояние мальчик растянул пружину.

Для этого воспользуемся Законом Гука, в котором:

F = - k * x,

Где:

F - сила, которую приложил мальчик при растягивании пружины (по условию задачи 400 Н); k - коэффициент упругости пружины (100000 Н/м); x - значение деформации (расстояние, на которое мальчик растянул пружину).

Выразим значение деформации пружины из основной формулы:

х = F / k.

Подставим значения из условия и получим:

х = 400 / 100000 = 0,004 метра.

Определение работы пружины

По своей сути величиной работы является произведение силы на расстояние.

В данном случае это максимальная сила, с которой мальчик может растянуть динамометр и величина деформации пружины.

В буквенной форме можно записать следующим образом:

А = F * S.

Подставим значения и получим:

А = 400 * 0,004 = 1,6 Дж

В зависимости от направления (вектора силы), значение работы может уменьшаться.

При внешней силе величину работы можно определить по следующей формуле:

А = (k * x^2) / 2.

Если подставить известные значения, получим:

А = 100000 * (0,004 * 0,004) / 2 = 100000 * 0,000016 / 2 = 1,6 / 2 = 0,8 Дж.

Ответ:

При постоянной силе осуществляется работа 1,6 Дж.

При внешней силе значение работы составит 0,8 Дж.

Работу силы упругости можно рассчитать по формуле:

А = k * ∆l2 / 2, где k - жесткость пружины (k = 100000 Н/м); ∆l - удлинение, величина деформации пружины (м).

Сила упругости:

Fупр. = k * ∆l, где Fупр. - сила упругости (Fупр. = 400 Н).

Вычислим величину деформации пружины:

∆l = Fупр. / k = 400 / 100000 = 0,004 м.

Рассчитаем работу силы упругости:

А = k * ∆l2 / 2 = 100000 * 0,0042 / 2 = 0,8 Дж.

Ответ: При растяжении пружины совершается работа 0,8 Дж.