Мальчик определил максимальную силу, с которой он может растягивать динамометр. она оказалась равной 400Н. Какая работы

Определение величины деформации пружины 

Для решения задачи сперва необходимо определить на какое расстояние мальчик растянул пружину.

Для этого воспользуемся Законом Гука, в котором:

F = - k * x,

Где:

• F — сила, которую приложил мальчик при растягивании пружины (по условию задачи 400 Н);
• k — коэффициент упругости пружины (100000 Н/м);
• x — значение деформации (расстояние, на которое мальчик растянул пружину).

Выразим значение деформации пружины из основной формулы:

х = F / k.

Подставим значения из условия и получим:

х = 400 / 100000 = 0,004 метра.

Определение работы пружины

По своей сути величиной работы является произведение силы на расстояние.

В данном случае это максимальная сила, с которой мальчик может растянуть динамометр и величина деформации пружины.

В буквенной форме можно записать следующим образом:

А = F * S.

Подставим значения и получим:

А = 400 * 0,004 = 1,6 Дж

В зависимости от направления (вектора силы), значение работы может уменьшаться.

При внешней силе величину работы можно определить по следующей формуле:

А = (k * x^2) / 2.

Если подставить известные значения, получим:

А = 100000 * (0,004 * 0,004) / 2 = 100000 * 0,000016 / 2 = 1,6 / 2 = 0,8 Дж.

Ответ:

При постоянной силе осуществляется работа 1,6 Дж.

При внешней силе значение работы составит 0,8 Дж. 

Работу силы упругости можно рассчитать по формуле:А = k * ∆l2 / 2, где k — жесткость пружины ( k = 100000 Н/м ); ∆l — удлинение, величина деформации пружины ( м ).Сила упругости:Fупр. = k * ∆l, где Fупр. — сила упругости ( Fупр. = 400 Н ).Вычислим величину деформации пружины:∆l = Fупр. / k = 400 / 100000 = 0,004 м.Рассчитаем работу силы упругости:А = k * ∆l2 / 2 = 100000 * 0,0042 / 2 = 0,8 Дж.Ответ: При растяжении пружины совершается работа 0,8 Дж.