Найдите работу которую надо совершить чтобы сжать пружину на 20см если под действием силы30Н пружина сжимается на 2см
Найдите работу которую надо совершить чтобы сжать пружину на 20см если под действием силы30Н пружина сжимается на 2см
Ответ(ы) на вопрос:
Формула работы: A=F*L, где А - работа, F - сила, L - перемещение. В этой задаче прикол состоит в том, что сама сила зависит от перемещения.
F=k*L, где к - коэффициент упругости пружины. Из первого равенства мы его и найдем.
k=F/L, K=30/0.02=1500 Н/м
Теперь взглянем на первоначальную формулу. Вообще, такие задачи обычно решают с помощью графика, но мне его рисовать не выйдет. Поэтому рисуйте сами. График зависимости силы от расстояния. Заметим, что сила растет линейно из 0 до 30 Н, которые соответствуют 2 см. То есть получился треугольник. А теперь надо всего лишь найти площадь под графиком, потому что тогда мы формально умножаем каждое приращение силы на значение малого приращения координаты. Таким образом с помощью свойств тригонометрических функций и магии, мы получаем, что сила в 30 см равна (из подобия треуг)
[latex] \frac{F}{F _{2} } = \frac{0.3}{0.02} ; F= \frac{0.3}{0.02}*{F _{2}[/latex]
Тогда работа равна
А=0.5 F*L
Вы спросите, а зачем нам к? здесь - ни за чем, но можно считать немного по-другому:
А=F*L=K*[latex] (\int\limits {k*L} \, dL) *L[/latex]
То есть проинтегрировав это безобразие мы получим то же самое:
А=0.5 k* L^2
(если вы подставите в первый ответ F=L*k, получите то же самое)
И если вам вдруг интересно, то и первое решение - через интегрирование, но там его так страшно не называют. Просто в физике интеграл - это всего лишь площадь под графиком.
P.S. эту задачу без них не решить
Не нашли ответ?
Похожие вопросы