На рисунке 13.4 изображены графики зависимости силы упругости от удлинения для двух различных пружин. Жёсткость какой пружины больше и во сколько раз?

Чему равно жёсткость этой пружины?

На рисунке 13.4 изображены графики зависимости силы упругости от удлинения для двух различных пружин. Чтобы определить, жесткость какой пружины больше, необходимо сравнить их графики. Первая пружина, обозначенная графиком А, имеет более крутой наклон, что означает, что при увеличении удлинения сила упругости увеличивается быстрее по сравнению с пружиной, обозначенной графиком В. Таким образом, можно сделать вывод, что жесткость пружины по графику А больше, чем у пружины по графику В. Чтобы найти во сколько раз жесткость одной пружины больше или меньше, можно использовать соотношение k = F / δ, где k - жесткость пружины, F - сила упругости, а δ - удлинение. На графике жесткость пружины можно определить как наклон прямой. Чем круче наклон, тем больше жесткость. Теперь рассмотрим значение жесткости пружины по графику А. Прямую, обозначающую эту пружину, можно разбить на два отрезка: первый от начала координат до точки перегиба и второй после точки перегиба. На первом отрезке, до точки перегиба, наклон прямой становится все больше и больше, то есть жесткость увеличивается. Таким образом, первый отрезок графика является участком увеличения жесткости. На втором отрезке, после точки перегиба, наклон прямой уменьшается, что означает уменьшение жесткости. Таким образом, второй отрезок графика является участком уменьшения жесткости. Стоит заметить, что на втором участке графика жесткость пружины все равно больше, чем на первом участке, во всяком случае до определенной точки. Это можно увидеть, сравнивая наклоны прямых на обоих участках графика. Поэтому для определения общей жесткости пружины следует выбирать наибольший наклон прямой. Таким образом, чтобы определить жесткость пружины по графику А, необходимо выбрать наклон на втором участке графика, так как он является наибольшим. Можно измерить удлинение и силу упругости на этом участке, например, взяв две точки этого участка и используя формулу k = F / δ. Аналогичные рассуждения можно провести для пружины, обозначенной графиком В. Таким образом, жесткость пружины по графику А больше, чем по графику В и она может быть рассчитана, например, по наклону второго участка графика.