№351 ГДЗ Рымкевич 10-11 класс (Физика)

1. На рисунке 46 приведён график зависимости удлинения пружины от растягивающей силы. Определить потенциальную энергию пружины, растянутой на $$8\ \text{см}$$. Указать физический смысл тангенса угла а и площади треугольника под участком ОА графика.

По графику при $$x=0{,}1\ \text{м}$$ сила растяжения равна $$F=1000\ \text{Н}$$.

По закону Гука:

$$F=kx,$$

откуда

$$k=\frac{F}{x}=\frac{1000}{0{,}1}=10^4\ \text{Н/м}.$$

Для растяжения на $$x=8\ \text{см}=0{,}08\ \text{м}$$ потенциальная энергия пружины равна

$$E_p=\frac{kx^2}{2}=\frac{10^4\cdot(0{,}08)^2}{2}=\frac{64}{2}=32\ \text{Дж}.$$

Тангенс угла $$\alpha$$ показывает жёсткость пружины:

$$\tg\alpha=k.$$

Площадь треугольника под участком $$OA$$ графика численно равна работе силы растяжения, а значит и потенциальной энергии пружины:

$$S=\frac{Fx}{2}=\frac{kx^2}{2}=E_p.$$

Ответ: $$E_p=32\ \text{Дж}$$; $$\tg\alpha$$ характеризует жёсткость пружины; площадь треугольника под участком $$OA$$ характеризует потенциальную энергию пружины.