Задачи › Сила упругости, пружины и их соединения

Энергия деформации пружины и работа силы тяжести

  1. Энергия деформации пружины и работа силы тяжести

    Интернет-олимпиада 2019/20, 11 кл.
    5/10

    Имеется: гиря неизвестной массы; пружина; штатив, лапку которого (зажим) можно перемещать, и в которой можно закреплять пружину, а к ней — подвешивать гирю; прибор с датчиком координаты. Также имеются гири массой \(150\) и \(200\) г. Если гиря, подвешенная на пружине, касается датчика или стола, или сила деформации превышает некоторую предельную, пружина выскакивает из зажима штатива. Определите:

    1. массу \(M\) гири (в граммах);

    2. энергию \(E\) (в миллиджоулях) упругой деформации пружины в состоянии равновесия после подвешивания на неё гири;

    3. какую работу \(A_1\) (в миллиджоулях) совершит сила тяжести, если из этого состояния равновесия гирю снять с крючка и поставить на датчик координаты;

    4. какую работу \(A_2\) (в миллиджоулях) совершит сила тяжести, если гирю снять с датчика координаты, подвесить на пружину и дождаться прекращения колебаний.

    Энергию определите с точностью до десятых, остальные величины — с точностью до целых. В промежуточных вычислениях сохраняйте не менее 4 значащих цифр. Ускорение свободного падения \(g = 9{,}8\) м/с\(^2\).

    Рисунок
    ▶Показать разборСкрыть разбор
    Подсказка

    Растяжение пружины при подвешивании гири даёт массу; энергия упругой деформации равна \(k\,\Delta x^2/2\), работа силы тяжести — \(mgh\) по перемещению.

    Ответ

    1) \(M = 101{,}4 \pm 3\) г;  2) \(E = 19{,}9 \pm 1\) мДж;  3) \(A_1 = 157 \pm 2{,}5\) мДж;  4) \(A_2 = -157 \pm 2{,}5\) мДж.

    Вся олимпиада на сайте

    Страница задачиОшибка в задаче?

Похожие задачи