Номер 4, страница 70 - гдз по физике 7 класс тесты Шабусов, Батурчик

4. Потенциальная энергия пружины зависит от ее...

а) деформации;

б) кинетической энергии;

в) скорости;

г) температуры;

д) цвета.

Решение

Потенциальная энергия упруго деформированного тела, такого как пружина, представляет собой энергию, накопленную в теле в результате его деформации. Эта энергия вычисляется по формуле закона Гука для потенциальной энергии:

$E_p = \frac{kx^2}{2}$

В этой формуле:

$E_p$ — потенциальная энергия пружины,

k — коэффициент жесткости пружины, который является постоянной характеристикой для конкретной пружины,

x — величина деформации пружины, то есть ее удлинение или сжатие относительно положения равновесия.

Анализируя формулу, мы видим, что потенциальная энергия пружины напрямую зависит от двух величин: ее жесткости k и квадрата ее деформации $x^2$. Следовательно, из предложенных вариантов правильным является "деформация".

Рассмотрим, почему остальные варианты неверны:

• б) кинетической энергии: Кинетическая энергия ($E_k = \frac{mv^2}{2}$) — это энергия движения. Потенциальная энергия зависит от положения или конфигурации системы (в данном случае, от сжатия/растяжения пружины), а не от ее скорости или кинетической энергии. В колебательной системе эти два вида энергии могут переходить друг в друга, но они не зависят друг от друга напрямую.
• в) скорости: Скорость является параметром, определяющим кинетическую энергию, а не потенциальную. В положении максимальной деформации скорость равна нулю, а потенциальная энергия максимальна.
• г) температуры: Температура может косвенно влиять на свойства материала пружины и, соответственно, на ее коэффициент жесткости k. Однако в стандартных задачах по механике эта зависимость не учитывается, и основной фактор, определяющий потенциальную энергию, — это деформация.
• д) цвета: Цвет пружины — это ее оптическое свойство, которое не имеет никакого отношения к ее механическим свойствам и способности накапливать энергию.

Таким образом, потенциальная энергия пружины зависит от ее деформации.

Ответ: а) деформации.