К грузу массой 200 г прикрепили одним концом пружину длиной 5 см и начали за другой конец поднимать этот груз вверх с ускорением 2 м/с2. Чему равна жесткость пружины, если её длина при этом стала 6 см.
Для решения данной задачи нам понадобится использовать законы Гука и второй закон Ньютона.
1. Закон Гука гласит, что сила, действующая на упругую пружину, пропорциональна ее деформации:
F = k * Δx,
где F - сила, действующая на пружину,
k - жесткость пружины,
Δx - изменение длины пружины.
2. Второй закон Ньютона утверждает, что сила, действующая на тело, пропорциональна его ускорению:
F = m * a,
где F - сила, действующая на тело,
m - масса тела,
a - ускорение тела.
Мы знаем следующие данные:
m = 200 г = 0.2 кг (переведем массу в килограммы),
Δx = 6 см - 5 см = 1 см = 0.01 м (изменение длины пружины),
a = 2 м/с² (ускорение).
Так как сила, действующая на груз, равна силе, действующей на пружину, то:
F = m * a = k * Δx.
Заменим известные значения:
0.2 кг * 2 м/с² = k * 0.01 м.
Решим уравнение:
k = (0.2 кг * 2 м/с²) / 0.01 м = 40 Н/м.
1. Закон Гука гласит, что сила, действующая на упругую пружину, пропорциональна ее деформации:
F = k * Δx,
где F - сила, действующая на пружину,
k - жесткость пружины,
Δx - изменение длины пружины.
2. Второй закон Ньютона утверждает, что сила, действующая на тело, пропорциональна его ускорению:
F = m * a,
где F - сила, действующая на тело,
m - масса тела,
a - ускорение тела.
Мы знаем следующие данные:
m = 200 г = 0.2 кг (переведем массу в килограммы),
Δx = 6 см - 5 см = 1 см = 0.01 м (изменение длины пружины),
a = 2 м/с² (ускорение).
Так как сила, действующая на груз, равна силе, действующей на пружину, то:
F = m * a = k * Δx.
Заменим известные значения:
0.2 кг * 2 м/с² = k * 0.01 м.
Решим уравнение:
k = (0.2 кг * 2 м/с²) / 0.01 м = 40 Н/м.
Таким образом, жесткость пружины равна 40 Н/м.