Какую минимальную работу нужно совершить для приклеивания куска пластилина массой т = 100 г к потолку? В экспериментах с пружинным пистолетом Вася определил, что для этого требуется работа a = 0,2 дж. В проводимом эксперименте Вася заряжает данный кусок пластилина в пистолет, у которого жесткость пружины равна k = 2400 н/м, сжимая пружину на х = 2 см. Вася направляет ствол пистолета вертикально вверх и производит выстрел. При выстреле весь потенциал энергии пружины передается пластилину. Какое максимальное расстояние между положением куска пластилина и потолком может быть, чтобы пластилин смог прилипнуть к потолку? Учитывать сопротивление воздуха.
Викторовна
Для решения данной задачи нам понадобится использовать понятие работы и потенциальной энергии.
Работа, необходимая для приклеивания куска пластилина массой t = 100 г к потолку, составляет a = 0,2 дж. Работа выражается как произведение силы F, приложенной к телу, на перемещение d:
\[a = F \cdot d\]
В данном случае сила, действующая на пластилин, является силой упругости пружины пистолета. Согласно закону Гука, эта сила пропорциональна сжатию пружины и выражается следующей формулой:
\[F = k \cdot x\]
где k - жесткость пружины, а x - сжатие пружины.
С учетом этих формул, мы можем выразить дистанцию d (расстояние между положением куска пластилина и потолком) как:
\[d = \frac{a}{F}\]
Подставляя выражение для силы F, получаем:
\[d = \frac{a}{k \cdot x}\]
Теперь мы можем рассчитать максимальное расстояние между пластилином и потолком, используя данные из задачи.
Жесткость пружины пистолета k = 2400 Н/м, а сжатие пружины x = 2 см = 0,02 м. Подставим эти значения в формулу:
\[d = \frac{0,2}{2400 \cdot 0,02}\]
Проведя вычисления, получаем:
\[d \approx 0,00417\ м\]
Таким образом, максимальное расстояние между положением куска пластилина и потолком составляет примерно 0,00417 метра (или 4,17 мм).
Работа, необходимая для приклеивания куска пластилина массой t = 100 г к потолку, составляет a = 0,2 дж. Работа выражается как произведение силы F, приложенной к телу, на перемещение d:
\[a = F \cdot d\]
В данном случае сила, действующая на пластилин, является силой упругости пружины пистолета. Согласно закону Гука, эта сила пропорциональна сжатию пружины и выражается следующей формулой:
\[F = k \cdot x\]
где k - жесткость пружины, а x - сжатие пружины.
С учетом этих формул, мы можем выразить дистанцию d (расстояние между положением куска пластилина и потолком) как:
\[d = \frac{a}{F}\]
Подставляя выражение для силы F, получаем:
\[d = \frac{a}{k \cdot x}\]
Теперь мы можем рассчитать максимальное расстояние между пластилином и потолком, используя данные из задачи.
Жесткость пружины пистолета k = 2400 Н/м, а сжатие пружины x = 2 см = 0,02 м. Подставим эти значения в формулу:
\[d = \frac{0,2}{2400 \cdot 0,02}\]
Проведя вычисления, получаем:
\[d \approx 0,00417\ м\]
Таким образом, максимальное расстояние между положением куска пластилина и потолком составляет примерно 0,00417 метра (или 4,17 мм).
Знаешь ответ?