Потенциальная энергия растянутой пружины может быть вычислена по формуле:
[ E_p = \frac{1}{2} k x^2 ]
где ( E_p ) — потенциальная энергия, ( k ) — коэффициент жесткости пружины, а ( x ) — величина растяжения или сжатия пружины от её нормального положения.
В данном случае у нас есть следующие данные:
- ( k = 40 \, \text{Н/м} )
- ( x = 5 \, \text{см} = 0.05 \, \text{м} ) (поскольку нужно перевести сантиметры в метры, чтобы сохранить согласованность единиц измерения).
Подставляем данные в формулу:
[ E_p = \frac{1}{2} \cdot 40 \, \text{Н/м} \cdot (0.05 \, \text{м})^2 ]
[ E_p = \frac{1}{2} \cdot 40 \cdot 0.0025 \, \text{м}^2 ]
[ E_p = 20 \cdot 0.0025 ]
[ E_p = 0.05 \, \text{Дж} ]
Таким образом, потенциальная энергия растянутой пружины составляет 0.05 джоуля.