Дано:
m = 594 г = 0,594 кг
ΔL1 = 6,9 см = 0,069 м
ΔL2 = 47 см = 0,47 м
g = 9,8 м/с²
W - ?
Полная энергия колебаний тела равна максимальной потенциальной энергии пружины:
W = k*A²max/2, где Аmax - это максимальное отклонение тела от положения равновесия. Оно равно длине, на которую растягивают пружину перед запуском маятника, в нашем случае - ΔL2:
Аmax = ΔL2
Для того, чтобы найти энергию, надо знать жёсткость пружины k. По условию тело находится в покое, оттягивая пружину на 6,9 см от положения равновесия (равновесие - это когда пружина не сжата и не растянута). На тело действуют две силы - сила тяжести и сила упругости. Эти силы уравновешивают друг друга. Запишем уравнение и выразим k:
Fт = Fупр
mg = k*ΔL1
k = mg/ΔL1
Теперь подставим это выражение в формулу энергии и найдём её значение:
W = k*A²max/2 = (mg/ΔL1 * ΔL2²) / 2 = mg*ΔL2² / 2*ΔL1 = 0,594*9,8*0,47² / 2*0,069 = 9,31813... = 9 Дж
ответ: 9 Дж.
ответ:Решение задачи через импульс:
Импульс лыжника до начала торможения:
p1 = m*V = 70 кг * 9 м/с = 630 кг*м/с
Когда лыжник остановился, его импульс стал равен нулю:
p2 = 0 кг*м/с
Значит за время Δt = 30 c импульс лыжника уменьшился на Δp:
Δp = p1 - p2
Δp = 630 кг*м/с
По второму закону Ньютона (в импульсной форме):
Δp = F * Δt.
То есть изменение импульса лыжника равно произведению тормозящей его силы F на время торможения Δt.
F = Δp / Δt
F = (630 кг*м/с) / (30 с)
F = 21 Н
Решение задачи через ускорение:
Скорость лыжника уменьшилась на ΔV = 9 м/с за Δt = 30 с, значит модуль его ускорения составил:
a = ΔV / Δt
a = 9 м/с / 30 c = 0,3 м/с²
По второму закону Ньютона такое ускорение вызвано силой F:
F = m*a
F = 70 кг * 0,3 м/с²
F = 21 Н.
ответ: 21 Н.
Подробнее - на -
Объяснение:
