Почему мы включаем xxx в это весеннее уравнение?

В настоящее время я изучаю физику 1, и мы изучаем энергию. Это может показаться глупым вопросом, но я сейчас пытаюсь понять это. Вот вопрос проблемы:

Брусок массой 10 кг падает с высоты 20 м на пружину с жесткостью 2500 Нм. Насколько будет сжата пружина?

Мое первоначальное уравнение было:

п Е я "=" п Е ф ⟹ м г час "=" 1 2 к Икс 2
Я был неправ, и фактическое уравнение, которое должно было быть использовано, было следующим:
м г ( час + Икс ) "=" 1 2 к Икс 2
Мой вопрос: Почему это м г ( час + Икс ) вместо м г час ?

Зависит от. Когда говорят «с высоты 20 метров», 20 метров измеряются от вершины родника или от дна родника?
@probably_someone Я думаю, что h - это высота, которая измеряется, если пружина находится в равновесии с весом блока, если блок не упал. Как упоминание op о mg(h+x) как о потенциальной энергии.

Ответы (2)

Другой ответ правильный, но мне его немного трудно читать. Вот моя попытка уточнить.

Общее количество энергии никогда не меняется. Он просто перемещается между тремя отсеками: потенциальной энергией гравитации, потенциальной энергией пружины и кинетической энергией.

Два из этих отсеков имеют натуральные нули: кинетическая энергия равна нулю, когда блок не движется, и потенциальная энергия пружины равна нулю, когда пружина не сжата. Но когда дело доходит до третьего отсека — гравитационной потенциальной энергии — вы можете выбирать, где находится ноль. В своем ответе вы выбрали, чтобы он был равен нулю, когда блок впервые касается пружины: вот как вы получаете п Е я "=" м г час .

Поскольку кинетическая энергия равна нулю, когда блок достигает своей нижней точки, вся энергия в этой точке находится в двух других отсеках. Потенциальная энергия пружины, как вы предполагаете, равна 1 2 к Икс 2 , но гравитационная потенциальная энергия не равна нулю - вы уже решили, что она равна нулю, когда пружина не сжата. Поскольку вы сместились с этой точки на расстояние Икс , гравитационная потенциальная энергия отрицательна: это − м г Икс .

Так,

п Е я "=" п Е ф ⟹ м г час "=" 1 2 к Икс 2 − м г Икс .

Технически вы можете выбрать, где 0 тоже для потенциальной энергии пружины
Достаточно верно. Наверное, я просто имею в виду, что это естественный выбор.

Пружина не находится в стабильном состоянии даже после того, как шарик упал на высоту h, т.е. шарик продолжает перемещаться по оси . Теперь за счет восстанавливающей силы и скорости шарик продолжает растягивать пружину. Теперь относительно наибольшего растяжения пружины потенциальная энергия пружины равна м г ( час + Икс ) что равно работе, совершаемой проволокой для растяжения, а также гравитация совершает работу +mgx после падения блока с высоты h, поэтому накопленная потенциальная энергия действительно составляла mg(h+x). (Обратите внимание, что пружина применяет восстанавливающую силу только после прохождения положения равновесия, потому что до этого пружина была слабой. Таким образом, потеря энергии пружиной составляет всего лишь к Икс 2 / 2 ; нет к ( Икс + час ) 2 / 2 . ) Также обратите внимание, что потенциальная энергия рассчитывается относительно среднего положения пружины, т. е. самой нижней точки пружины после растяжения).введите описание изображения здесь

Почему мы включаем xxx в это весеннее уравнение?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v