Hogy kell ennek a fizika feladatnak neki indulni?

1. Ki kell számolni a tégla mozgási energiáját, amit a tégla a rugó tetejéig érve nyer, és amit utána a rugó elnyel: E_kin = dE_helyzeti = m·g·h = 1·10·1

2. A rugó pontosan maximum ennyi rugalmas energiával fog rendelkezni: mgh = 1/2·D·x². Sőt, igazából kevesebbel, mert amikor így összenyomódik, nő a rugalmas energia (ami a kérdésben a helyzeti energia), de mivel a rugó összenyomódik, az egyes szakaszai a gravitációs térben lejjebb kerülnek, tehát a gravitációs potenciális energiája csökken. Ez utóbbit el szokás hanyagolni.

3. Következtetés: A megoldókulcsot tévesen állították be.

A potenciális energia a helyzeti energia másik megnevezése, ami ugye E=m*g*h, ahol 'h' valamilyen függőleges irányú magasságot jelöl. Mivel szerepel a rugó is a feladatban, kitalálható, hogy a feladat arra akar kilyukadni első körben, hogy mekkora lesz a rugó összenyomódása, ha ráejted a téglát.

A rugóállandó(D) = rugót feszítő erő(F) osztva rugó megnyúlása(x)

A feladat megoldása egy 2m-es szabadeséssel kezdődik.

s=(g/2)*t^2 képletből csak az idő az ismeretlen, kiszámolod.

v=g*t képletből már csak a v végsebesség az ismeretlen, kiszámolod.

a = dv/dt = v/t, kiszámolod a gyorsulást

F = m*a, megkapod az erőt.

x = F/D, megkapod a rugó összenyomódását

Potenciális energia:

E = m*g*h = m*g*(2+x)

:-S Sajnos #2 helyesen válaszolt, én meg nem, ezért rövidesen felköpök és aláállok.

#2 levezetése helyes, de ő a bonyolultabb utat választotta.

Az ésszerűbb levezetés az lett volna, hogy: A rugó rugalmas (és nem a helyzeti) energiája annyi lesz, amennyi annyi összenyomódásnál fellép, hogy elnyelje:

a tégla mozgási energiáját (amíg az a rugóig ér) és

a tégla helyzeti energiájának változását (m·g·x), ameddig a rugó összenyomódik.

Ezzel adódik egy másodfokú egyenlet:

E_kin,tégla (m·g·h) + m·g·x = 1/2·D x²

0 = 1/2·D x²E_kin,tégla - (m·g·h) - m·g·x = 50x² - x - 2

A pozitív x csak a megoldás: x1 = (1+négyzetgyök(401))/100

Amiből visszahelyettesíve: E_rugalmas = 1/2·D x² = kb. 22,1025.

P|csába!

Kicsit szemleletesebben:

A 20J akkor lenne, ha a feltegla rogton megallna, amint eleri a rugot. A tovabbi 2.1J meg abbol adodik, hogy utana osszenyomja a rugot, ami alatt lejjebb kerult, es tovabbra is huzza a gravitacio.