В детском пистолете шарик кладут на пружинку, укрепленную внутри ствола. Пружинку сжимают на длину x = 5 см, а затем выстреливают шарик вертикально вверх. Шарик взлетает на высоту h = 0,5 м. Пренебрегая трением и сопротивлением воздуха, определите, какое максимальное ускорение испытывал шарик.
Решение
В начальном состоянии энергия, запасенная в системе, равна потенциальной энергии сжатой пружинки. При выстреле шарик поднимается на высоту h + x относительно первоначального положения в стволе. В процессе движения на шарик действуют только консервативные силы: сила тяжести и упругая сила пружинки. Поэтому можно воспользоваться законом сохранения механической энергии:
где k – жесткость пружинки. Максимальное ускорение шарик испытывает в момент начала разгона шарика в стволе пистолета
Исключая из этих уравнений величину k, найдем:
Такое большое ускорение человек бы не смог выдержать.
Задачи с решениями
2 из 2
