Какова максимальная деформация буферных пружин, когда вагон массой м=2*10^4 двигается со скоростью модуль которой V=1м/с и упирается в вертикальную стенку, приводя к сжатию двух параллельных буферных пружин с жесткостью К=1*10^6 Н/м каждая?
Пётр
Хорошо, давайте рассчитаем максимальную деформацию буферных пружин. Первым шагом нам понадобится закон Гука, который описывает связь между силой, деформацией и жесткостью пружины:
\[F = -k \cdot x\]
где \(F\) - сила, действующая на пружину, \(k\) - жесткость пружины, \(x\) - деформация пружины.
В данной задаче имеем две параллельные буферные пружины, следовательно, их суммарная жесткость будет равна сумме жесткостей каждой пружины:
\[K_{\text{сум}} = K_1 + K_2\]
Из условия задачи известны следующие значения:
Масса вагона, \(m = 2 \times 10^4\) кг
Скорость вагона, \(V = 1\) м/с
Жесткость пружин, \(K = 1 \times 10^6\) Н/м
Для решения задачи, нам понадобится использовать закон сохранения энергии:
\[E_{\text{кин}} = E_{\text{упр}}\]
Кинетическая энергия вагона равна работе пружин, то есть
\[\frac{1}{2}mv^2 = \frac{1}{2}kx^2\]
Подставим известные значения в данное уравнение и решим его относительно деформации \(x\):
\[\frac{1}{2} \cdot (2 \times 10^4) \cdot (1^2) = \frac{1}{2} \cdot (1 \times 10^6) \cdot x^2\]
\[(2 \times 10^4) = (1 \times 10^6) \cdot x^2\]
Разделим обе части уравнения на \(1 \times 10^6\):
\[x^2 = \frac{2 \times 10^4}{1 \times 10^6}\]
\[x^2 = 0.02\]
Возьмем квадратный корень от обеих частей:
\[x = \sqrt{0.02} \approx 0.14 \, \text{м}\]
Таким образом, максимальная деформация буферных пружин составляет примерно 0.14 метра.
\[F = -k \cdot x\]
где \(F\) - сила, действующая на пружину, \(k\) - жесткость пружины, \(x\) - деформация пружины.
В данной задаче имеем две параллельные буферные пружины, следовательно, их суммарная жесткость будет равна сумме жесткостей каждой пружины:
\[K_{\text{сум}} = K_1 + K_2\]
Из условия задачи известны следующие значения:
Масса вагона, \(m = 2 \times 10^4\) кг
Скорость вагона, \(V = 1\) м/с
Жесткость пружин, \(K = 1 \times 10^6\) Н/м
Для решения задачи, нам понадобится использовать закон сохранения энергии:
\[E_{\text{кин}} = E_{\text{упр}}\]
Кинетическая энергия вагона равна работе пружин, то есть
\[\frac{1}{2}mv^2 = \frac{1}{2}kx^2\]
Подставим известные значения в данное уравнение и решим его относительно деформации \(x\):
\[\frac{1}{2} \cdot (2 \times 10^4) \cdot (1^2) = \frac{1}{2} \cdot (1 \times 10^6) \cdot x^2\]
\[(2 \times 10^4) = (1 \times 10^6) \cdot x^2\]
Разделим обе части уравнения на \(1 \times 10^6\):
\[x^2 = \frac{2 \times 10^4}{1 \times 10^6}\]
\[x^2 = 0.02\]
Возьмем квадратный корень от обеих частей:
\[x = \sqrt{0.02} \approx 0.14 \, \text{м}\]
Таким образом, максимальная деформация буферных пружин составляет примерно 0.14 метра.
Знаешь ответ?