Номер 5, страница 145 - гдз по физике 10 класс учебник Мякишев, Буховцев

Образцы заданий ЕГЭ. Параграф 44. Потенциальная энергия. Глава 4. Законы сохранения в механике - номер 5, страница 145.

Условие.

Решение.

Решение 3.

Дано:

Растяжение пружины в первом случае, $x_1 = 0,1$ м

Сила упругости при этом растяжении, $F_{упр1} = 2,5$ Н

Растяжение пружины во втором случае, $x_2 = 0,08$ м

(Все данные представлены в системе СИ)

Найти:

Потенциальную энергию пружины при растяжении $x_2$, $E_{п2}$

Решение:

Сначала определим коэффициент жесткости пружины $k$, используя закон Гука для первого случая. Закон Гука устанавливает связь между силой упругости $F_{упр}$ и удлинением пружины $x$:

$F_{упр} = k \cdot x$

Выразим из этой формулы коэффициент жесткости $k$ и подставим известные значения:

$k = \frac{F_{упр1}}{x_1} = \frac{2,5 \text{ Н}}{0,1 \text{ м}} = 25 \text{ Н/м}$

Теперь, зная коэффициент жесткости, мы можем рассчитать потенциальную энергию пружины при растяжении на $x_2 = 0,08$ м. Потенциальная энергия упруго деформированной пружины вычисляется по формуле:

$E_п = \frac{k \cdot x^2}{2}$

Подставим в формулу значения $k$ и $x_2$:

$E_{п2} = \frac{k \cdot x_2^2}{2} = \frac{25 \text{ Н/м} \cdot (0,08 \text{ м})^2}{2}$

Проведем вычисления:

$E_{п2} = \frac{25 \cdot 0,0064}{2} \text{ Дж} = \frac{0,16}{2} \text{ Дж} = 0,08 \text{ Дж}$

Таким образом, потенциальная энергия пружины составляет 0,08 Дж. Этот результат соответствует варианту ответа №3.

Ответ: 0,08 Дж.