Две одинаковые тележки массой 100 г каждая связаны между собой сжатой пружинной. длина пружины (в сжатом состоянии) равна 6 см. жесткость пружины 30 н/м. после того как пружина разжалась, тележки разъехались с ускорением 6 м/с^2. найти длину недеформированной пружины.
1. Найдем силу, которая возникает в результате сжатия пружины. Формула для этого выглядит так:
F = k * x,
где F - сила, k - жесткость пружины, x - величина сжатия пружины.
Подставляем известные значения:
F = 30 н/м * 0.06 м = 1.8 Н.
Таким образом, в результате сжатия пружины возникла сила 1.8 Н.
2. Обратимся к закону Ньютона для движения тележек:
F = m * a,
где F - сила, m - масса тележек, a - ускорение.
Известно, что сила, действующая на каждую тележку, равна половине силы пружины: F_каждая_тележка = 1.8 Н / 2 = 0.9 Н.
Подставляем известные значения:
0.9 Н = 0.1 кг * a,
откуда получаем значение ускорения a = 0.9 Н / 0.1 кг = 9 м/с^2.
3. Теперь можно применить закон Гука для определения недеформированной длины пружины. Формула для этого выглядит так:
F = k * (L_недеформированная - L_сжатая),
где F - сила, k - жесткость пружины, L_недеформированная - недеформированная длина пружины, L_сжатая - длина пружины в сжатом состоянии.
Подставляем известные значения:
1.8 Н = 30 н/м * (L_недеформированная - 0.06 м),
откуда получаем L_недеформированная - 0.06 м = 1.8 Н / 30 н/м = 0.06 м.
Теперь выражаем L_недеформированная:
L_недеформированная = 0.06 м + 0.06 м = 0.12 м.
Итак, получаем, что недеформированная длина пружины составляет 0.12 м.