Дано:
масса груза m = 100 г = 0.1 кг,
жесткость пружины k = 40 Н/м.
Найти:
потенциальная энергия деформированной пружины Eп.
Решение:
Сначала найдем силу тяжести, действующую на груз:
F = m * g,
где g = 9.81 м/с² (ускорение свободного падения).
F = 0.1 * 9.81 = 0.981 Н.
Эта сила равна силе, сжимающей пружину, поэтому можно определить растяжение пружины x:
F = k * x.
Отсюда x = F / k.
x = 0.981 / 40 = 0.024525 м.
Теперь найдем потенциальную энергию деформированной пружины:
Eп = (1/2) * k * x².
Подставим значения:
Eп = (1/2) * 40 * (0.024525)².
Eп = 20 * 0.0006014.
Eп ≈ 0.012028 Дж.
Ответ:
Потенциальная энергия деформированной пружины составит приблизительно 0.012 Дж.