TwiddleLab / Физика / Энергия: валюта Вселенной

Пружины запасают энергию

Урок 8 из 10 · 7 мин · Бесплатно, без аккаунта

Что ты узнаешь

• Закон Гука: пружина тянет назад с силой F = k × x. x это растяжение в метрах, k жёсткость в Н/м.
• k это наклон линии силы: у жёсткой пружины линия круче.
• Растянутая пружина запасает энергию упругости E = ½ × k × x²: вдвое большее растяжение запасает вчетверо больше энергии.

Начать урок

Как идёт урок

1. Натяни рогатку вдвое сильнее. Камень улетит вдвое дальше или ещё дальше?

   Натяжение на 10 см даёт попадание у зелёного флажка. Перетащи свой флажок туда, куда упадёт камень при 20 см.

2. Растяни пружину крючком. Смотри на динамометр и график.

3. Мягкая пружина и жёсткая. Растяни обе.

4. Пружины подчиняются простому закону.

   Закон Гука: F = k × x. Жёсткость k, в Н/м, говорит, насколько пружина тугая.

   Растягивать её значит работать против силы, которая растёт от 0 до kx, поэтому работа это треугольник под линией: E = ½ × k × x², энергия упругости.

   Упрощённая модель: идеальная пружина. Настоящие пружины и резинки перестают слушаться F = kx, если растянуть их слишком сильно.

5. Сбей банку на 6,8 м. Задай натяжение и нажми «Проверить», чтобы выстрелить.

6. Игра: поршень пинбола. Останови шарик в каждой зоне цели.

   Твоя пружина из шага 2, k = 200 Н/м, отправляет шарик вверх по наклонному столу.

7. Математика: F = kx это прямая y = mx с наклоном k. Нажми на пружину с k = 200 Н/м.

8. Пружину с k = 200 Н/м растянули на 0,1 м. Сколько энергии она запасает, в джоулях?

9. Повтори три выстрела в джекпот. Нажми «Пуск».

Предыдущий урок: Мощность: как быстро течёт энергия · Следующий урок: КПД: куда уходит твоя энергия · Часть курса: Энергия: валюта Вселенной

Уроки интерактивные и работают на JavaScript. Включи его, чтобы играть.