При зарядке пружинного пистолета деформация невесомой пружины, с коэффициентом жёсткости 1000н/м равна 0,04. При выстреле вертикально вверх шарик массой 0.01 кг поднимается на высоту 4м. Какое количество механической энергии переходит за счет трения в тепло?

Объяснение:

Прости брат

Хорошо, давай разберем этот вопрос шаг за шагом.

Первое, что нам нужно сделать - это посчитать силу, с которой деформируется пружина. Мы знаем, что коэффициент жесткости пружины равен 1000 Н/м, а деформация пружины равна 0,04 м.

Для этого мы можем использовать закон Гука: F = k * x, где F - сила, k - коэффициент жесткости пружины, x - деформация пружины. Подставляя в эту формулу известные значения, мы получаем:

F = 1000 Н/м * 0,04 м = 40 Н

Теперь, когда у нас есть сила, мы можем найти работу силы во время подъема шарика. Мы знаем, что работа силы равна перемножению силы на путь, по которому эта сила действует. В данном случае сила направлена против гравитации, поэтому путь, по которому сила действует, будет равен высоте подъема шарика, то есть 4 м.

Работа силы равна W = F * h = 40 Н * 4 м = 160 Дж (джоулей).

Теперь нам нужно найти количество механической энергии, которое переходит за счет трения в тепло. Поскольку механическая энергия сохраняется, все механическая энергия, потраченная на деформацию пружины, должна быть равна сумме механической энергии поднятого шарика и энергии, перешедшей за счет трения в тепло.

Механическая энергия шарика равна сумме его потенциальной и кинетической энергии. Потенциальная энергия равна m * g * h, где m - масса шарика, g - ускорение свободного падения (приближенно 9,8 м/с^2), h - высота. Кинетическая энергия равна 1/2 * m * v^2, где v - скорость шарика.

Поскольку шарик движется вертикально вверх, его конечная скорость будет равна 0, так как шарик находится в вершине своей траектории. Если мы заменим известные значения в формулах, получим:

Потенциальная энергия = 0,01 кг * 9,8 м/с^2 * 4 м = 0,392 Дж.

Кинетическая энергия = 1/2 * 0,01 кг * (0 м/с)^2 = 0 Дж.

Теперь можем найти количество энергии, перешедшей в тепло. Из закона сохранения механической энергии следует:

механическая энергия шарика + энергия, перешедшая в тепло = энергия, потраченная на деформацию пружины.

Подставляя известные значения, получаем:

0,392 Дж + энергия, перешедшая в тепло = 160 Дж.

Теперь можем найти энергию, перешедшую в тепло:

энергия, перешедшая в тепло = 160 Дж - 0,392 Дж = 159,608 Дж (джоулей).

Таким образом, количество механической энергии, перешедшей за счет трения в тепло, равно 159,608 Дж.