Виды Энергии

Задание №3. Законы Сохранения

№2. Задание 3

ID: 00014979

Для зарядки детского игрушечного пистолета нужно приложить максимальную силу $$3$$ Н, направленную вдоль оси пружины. При этом пружина сжимается на максимальную величину $$6$$ см. Какую кинетическую энергию приобретает шарик, которым выстреливают из этого пистолета, если трение в механизме пистолета очень мало? Ответ дайте в мДж.

Источник: ФИПИ

Решение

Идея

Сжатая пружина — это копилка энергии. Когда мы отпускаем механизм, вся запасённая в пружине энергия (трением пренебрегаем) переходит шарику в виде кинетической. Значит $E_к=E_{пруж}=\dfrac{k x^2}{2}$ .

Хитрость с жёсткостью

Жёсткость пружины $$k$$ нам не дали, зато дали максимальную силу $$F=3$$ Н при сжатии $$x=6$$ см. По закону Гука $$F=kx$$ , поэтому $$kx=F$$ , и энергию удобно записать так: $E_{пруж}=\dfrac{k x^2}{2}=\dfrac{(kx)\cdot x}{2}=\dfrac{F x}{2}$ — жёсткость искать не нужно.

Переводим и считаем

$$x=6$$ см $$=0,06$$ м, тогда $E_к=\dfrac{F x}{2}=\dfrac{3\cdot0,06}{2}=0,09$ Дж.

Переводим в миллиджоули

$$0,09$$ Дж $$=90$$ мДж.

Ответ

Другие задания по теме «Виды Энергии» (8)