Тип Д21 № 513 
Основы СТО. Квантовая физика. Изменение физических величин. СТО
i
Сжатая на 2 см пружина подбрасывает стальной шар вертикально вверх на 20 см. На сколько увеличится высота полета шара при сжатии пружины на 4 см, если вся энергия сжатой пружины передается шару? (Ответ дайте в сантиметрах.)
Решение. Система пружина — шар является замкнутой, для нее выполняется закон сохранения полной механической энергии. Будем отсчитывать потенциальную энергию шара от того места, где расположена пружина. Тогда в начальном состоянии: пружина сжата, в ней запасена потенциальная энергия, потенциальная энергия шара равна нулю. Следовательно, полная энергия системы равна
В конечном состоянии: пружина не деформирована, шар поднялся на максимальную высоту, его скорость в этот момент обращается в ноль, кинетическая энергия равна нулю, потенциальная энергия максимальна. Следовательно, полная энергия теперь равна
Закон сохранения энергии означает:

Отсюда видно, что высота подъема тела пропорциональна квадрату деформации пружины. Следовательно, увеличение сжатия пружины в 2 раза приведет к увеличению высоты полета в 4 раза, она станет равной 80 см. Соответственно, высота полета шара увеличится на 
Ответ: 60.
Ответ: 60