2018-10-12
К нижнему концу пружины, подвешенной вертикально, присоединена другая пружина, к концу которой прикреплен груз. Коэффициенты упругости пружин равны соответственно $k_{1}$ и $k_{2}$. Пренебрегая весом пружин по сравнению с грузом, найти Отношение потенциальных энергий этих пружин.
Решение:
Под действием груза $P$ (рис.) обе пружины растянутся и будут иметь удлинения $\Delta l_{1}$ и $\Delta l_{2}$ Груз совершает работу по растяжению пружин за счет изменения своей потенциальной энергии, которая идет на увеличение потенциальной энергии пружин. Работa, совершаемая грузом при растяжении первой пружины, равна $A_{1} = \Delta l_{1} \frac{P}{2} = W_{п1}$. Работа, совершаемая грузом при растяжении второй пружины, равна $A_{2} = \Delta l_{2} \frac{P}{2} = W_{п2}; \Delta l_{1} = \frac{P}{k_{1} }; \Delta l_{2} = \frac{P}{k_{2} }$, а потому
$\frac{W_{п1} }{W_{п2} } = \frac{k_{2} }{k_{1} }$.