2014-05-31
Какую минимальную работу надо совершить, чтобы лежащий на столе груз массой $m = 1 кг$ поднять на высоту $h = 1 м$ при помощи привязанного к нему резинового жгута с коэффициентом упругости $k = 10 Н/м$? В начальном состоянии жгут не растянут. Массой жгута пренебречь
Решение:
Чтобы, как и в предыдущей задаче
Задача по физике 115, работа была минимальной, груз надо поднимать с почти нулевой постоянной скоростью. При этом предварительно придется растянуть жгут настолько, чтобы он начал действовать на груз с силой
$F=mg$.
В процессе растягивания жгута внешней силой будет совершена работа $A_{1}$, равная изменению упругой энергии пружины
$A_{1}=\frac{F^{2}}{2k}$.
При последующем подъеме груза на высоту $h$ будет совершена работа
$A_{2} = mgh$.
Полная искомая работа $A$ складывается из $A_{1}$ и $A_{2}$:
$A = A_{1} + A_{2} = mg \left ( \frac{mg}{2k}+h \right ) \approx 15Дж$.