Груз массовй 200 г подвезили к резиновому шнуру жесткостью 20 Н/м. Затем груз оттянули вниз на 15 см и отпустили. В наивысшей точке подъема груза удлинение шнура составило 5 см.
1)Какие превращения энергии происходили в системе "груз-Земля-шнур" при движении груза из крайнего нижнего положения (состояние 1) в крайнее верхнее (состояние 2)
2)Запишите формулы для расчета энергии в состояниях 1 и 2
3)Определите максимальную высоту подъема груза.
More Questions From This User See All
Answers & Comments
1). Ну-с. Количество энергии не менялось, т.к. система замкнута по условию.
Оттянув шнур, мы совершили работу против сил упругости и запасли в шнуре потенциальную энергию. После этого он, стремясь вернуться в исходное состояние, совершает работу против силы тяжести и поднимает вверх груз, передавая ему запасенную энергию. Она постепенно переходит из кинетической энергии груза в его же потенциальную энергию по мере уменьшения скорости и увеличения высоты. Груз же в конце своего путешествия совершает работу еще и против силы упругости шнура и передает часть энергии шнуру, остальная остается в нем в виде потенциальной.
2)Состояние 1 - шнур оттянут.
Е=k*dx^2/2=20*(15*10^-2)^2/2=10*225*10^-4=225*10^-3 Дж
Состояние 2 - груз в наивысшей точке, шнур оттянут.
Здесь E=E1+E2=k*dx2^2/2+mgh
3)Из последней формулы и определим высоту подъема, подставив значения:
225*10^-3=20*25*10^-4/2+0.2*10*h
225*10^-3=25*10^-3+2h
h=200*10^-3/2=100*10^-3=0.1 м = 10 см.
Вуаля!