81.압축된 스프링으로 100g의 추를 밀어올려 위에 있는 종을 치는 완구를 설계하려고 한다. 스프링 상수가 80N/m라면 종을 치게 하기 위한 최소의 스프링 압축량은 약 몇 cm인가? (단, 그림의 상태는 스프링이 전혀 변형되지 않은 상태이며 추가 종을 칠 때는 이미 추와 스프링은 분리된 상태이다. 또한 중력은 아래로 작용하고 스프링의 질량은 무시한다.)

해설

스프링에 저장되는 탄성 에너지 = 최고 높이로 올라갈때의 추의 위치 포텐셜 에너지 추가 종까지 위치에 가기위한 만큼 delta 만큼 수축후 놓게되면, deta+30cm 만큼 움직이게 된다. 따라서 식을 세우면 m*g*(0.3m+delta) = 1/2 * k * (delta)^2 이고 2차 방정식을 풀면 9.9cm가 나온다.