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
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}.
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.
x=6 см =0,06 м, тогда E_к=\dfrac{F x}{2}=\dfrac{3\cdot0,06}{2}=0,09 Дж.
0,09 Дж =90 мДж.
Ответ: 90 мДж.