К пружине подвесили шарик массой 200 г. При этом она удлинилась на 5 мм. Выберите все верные утверждения.1. Жёсткость пружины равна 400 Н/м.2. Энергия упругой деформации пружины после подвеса шарика равна 0,02 Дж.
3. Сила, действующая на шарик со стороны пружины, направлена вверх.
4. Работа силы тяжести при перемещении шарика во время растяжения пружины равна 1 мДж.
5. Сила упругости, действующая на пружину с подвешенным к ней шариком, равна 2 H.
Давайте разберемся, какие утверждения из предложенных являются верными.1. Жёсткость пружины равна 400 Н/м. ー Это верное утверждение. Жёсткость пружины определяется по формуле k F / Δx, где F ー сила, действующая на пружину (в данном случае это вес шарика), Δx ౼ изменение длины пружины. Подставив значения (F 0,2 кг * 9,8 м/с² 1,96 Н и Δx 5 мм 0,005 м), получим k 1,96 Н / 0,005 м 392 Н/м. Округлив до ближайшего целого числа, получим 400 Н/м;
2. Энергия упругой деформации пружины после подвеса шарика равна 0,02 Дж. ౼ Это верное утверждение. Энергия упругой деформации пружины может быть определена по формуле W (1/2) * k * Δx², где W ౼ энергия, k ー жёсткость пружины, Δx ౼ изменение длины пружины. Подставив значения (k 400 Н/м и Δx 0,005 м), получим W (1/2) * 400 Н/м * (0,005 м)² 0,01 Дж. Округлив до двух знаков после запятой, получим 0,01 Дж.
3. Сила, действующая на шарик со стороны пружины, направлена вверх. ー Это верное утверждение. Сила, действующая на шарик со стороны пружины, равна силе упругости и направлена противоположно силе тяжести. Так как шарик подвешен, его сила тяжести направлена вниз, следовательно, сила упругости направлена вверх.
4. Работа силы тяжести при перемещении шарика во время растяжения пружины равна 1 мДж. ー Это неверное утверждение. Работа силы тяжести рассчитывается по формуле W m * g * h, где W ౼ работа, m ー масса шарика, g ౼ ускорение свободного падения, h ー высота перемещения. Для подсчета работы силы тяжести в данном случае нам не хватает значения высоты перемещения, поэтому мы не можем сказать, равна ли она 1 мДж.
5. Сила упругости, действующая на пружину с подвешенным к ней шариком, равна 2 H. ー Это неверное утверждение. Сила упругости определяется по формуле F k * Δx, где F ー сила упругости, k ౼ жёсткость пружины, Δx ー изменение длины пружины. Подставив значения (k 400 Н/м и Δx 0,005 м), получим F 400 Н/м * 0,005 м 2 Н, а не 2 H.
Итак, верными утверждениями являются⁚
— Жёсткость пружины равна 400 Н/м.
— Энергия упругой деформации пружины после подвеса шарика равна 0٫02 Дж.
— Сила, действующая на шарик со стороны пружины, направлена вверх.