Wyrzutnie sprężynowe

Część sekcji Mechanika ścieżki Physics w Coddy. Lekcja 62 z 97.

Ściśnięta sprężyna może wystrzelić obiekt. Na gładkiej, poziomej powierzchni cała jej energia sprężystości zamienia się w energię kinetyczną:

$\tfrac{1}{2} k x^2 = \tfrac{1}{2} m v^2$

Przed: piłka opiera się o sprężynę ściśniętą o x przy ścianie. Po: sprężyna wróciła do swojej naturalnej długości, a piłka oddala się z prędkością v

Sprężyna popycha piłkę, aż osiągnie ona swoją naturalną długość.

Obiekt opuszcza sprężynę, gdy ma ona naturalną długość, z maksymalną prędkością. Dwukrotne ściśnięcie daje dwukrotnie większą prędkość wyrzutu.

Bary energii: przed zwolnieniem 4 dżule energii sprężystości w sprężynie i brak energii kinetycznej, po zwolnieniu brak energii sprężystości i 4 dżule energii kinetycznej w piłce

$4\ \mathrm{J}$ energii w sprężynie zamienia się w $4\ \mathrm{J}$ energii kinetycznej.

Wyzwanie

Zabawka w postaci pistoletu na rzutki wystrzeliwuje rzutkę o masie $0.02\ \mathrm{kg}$ z prędkością $5\ \mathrm{m/s}$ z użyciem ściśniętej sprężyny o długości $0.05\ \mathrm{m}$ . Znajdź stałą sprężyny $k$ .