На горизонтальной гладкой поверхности покоится маленький брусок массой m равно 1 кг, прикреплённый к стене нерастянутой пружиной жёсткостью k равно 100 Н/м. К бруску прикладывают постоянную силу F равно 15 Н, направленную от стены вдоль оси пружины. На какую максимальную величину растянется пружина? Ответ дайте в см.

Виды Энергии — Задание 3 ЕГЭ по физике №00016393

№2. Задание 3

ID: 00016393

На горизонтальной гладкой поверхности покоится маленький брусок массой $$m=1$$ кг, прикреплённый к стене нерастянутой пружиной жёсткостью $$k=100$$ Н/м. К бруску прикладывают постоянную силу $$F=15$$ Н, направленную от стены вдоль оси пружины. На какую максимальную величину растянется пружина? Ответ дайте в см.

Рисунок к заданию 3 ЕГЭ по физике — Виды Энергии

Источник: ФИПИ

Решение

Идея

Брусок разгоняется, потом тормозится упругой силой и в момент максимального растяжения на миг останавливается. Значит на отрезке от старта до максимума кинетическая энергия и в начале, и в конце равна нулю — вся работа силы $$F$$ ушла в энергию деформации пружины.

$F x_{max}=\dfrac{k x_{max}^2}{2}\Rightarrow x_{max}=\dfrac{2F}{k}=\dfrac{2\cdot15}{100}=0{,}3$ м $$=30$$ см.

(Заметь: это вдвое больше «статического» растяжения $$F/k=15$$ см — именно из-за разгона.)

Ответ

Видеоразбор

Другие задания по теме «Виды Энергии» (8)