Global EE

Колебания и Волны — Задание 4 ЕГЭ по физике №00014576

Задание №4. Статика. Гидростатика. Колебания

Колебания и Волны

№2. Задание 4

ID: 00014576

К бруску массой 0,4 кг, лежащему на горизонтальной поверхности стола, прикреплена пружина. Свободный конец пружины тянут медленно в вертикальном направлении (см. рисунок). Определите величину потенциальной энергии, запасённой в пружине к моменту отрыва бруска от поверхности стола, если пружина при этом растягивается на 2 см. Массой пружины пренебречь.

Ответ дайте в миллиджоулях.

Рисунок к заданию 4 ЕГЭ по физике — Колебания и Волны

Источник: Сборник Гиголо

Решение

Идея

Ключевой момент — что значит «брусок отрывается». В этот миг стол перестаёт давить на брусок, и единственное, что держит вес, — сила упругости пружины. Значит при отрыве $F_{упр}=mg$. А сила упругости связана с растяжением законом Гука: $F_{упр}=kx$. Отсюда жёсткость можно не искать отдельно.

Считаем энергию

Потенциальная энергия пружины $E=\dfrac{kx^2}{2}$. Подставим $kx=mg$: $E=\dfrac{(kx)\cdot x}{2}=\dfrac{mg\,x}{2}$. Тогда $E=\dfrac{0{,}4\cdot 10\cdot 0{,}02}{2}=0{,}04$ Дж $=40$ мДж.

Ответ

40
Другие задания по теме «Колебания и Волны» (8)