Как изменится длина системы, включающей две последовательно соединенные пружины с жесткостью 45000 Н/м и 15000

Тема урока: Изменение длины системы с двумя пружинами и подвешенным цилиндром

Инструкция:
Когда цилиндр подвешен на конце системы из двух пружин, его масса оказывает влияние на изменение длины системы. Чтобы найти изменение длины системы, мы должны учесть изменение длины каждой пружины в отдельности.

Для первой пружины с жесткостью 45000 Н/м мы можем использовать закон Гука: F = k * ΔL, где F - сила, k - жесткость пружины, ΔL - изменение длины пружины. Мы знаем силу, которую оказывает цилиндр на пружину (равную его весу), которая вычисляется через массу цилиндра и ускорение свободного падения: F = m * g, где m - масса цилиндра и g - ускорение свободного падения (примерно 9.8 м/с^2 на поверхности Земли).

Объем цилиндра равен 11 литрам, что примерно равно 0.011 м^3. Массу цилиндра можно найти, умножив его объем на плотность. Пусть плотность кирпича составляет около 2000 кг/м^3. Тогда масса цилиндра будет равна 0.011 * 2000 = 22 кг.

Сила, оказываемая на пружину первой пружины, будет равна 22 * 9.8 = 215.6 Н.

Для второй пружины с жесткостью 15000 Н/м мы можем использовать тот же самый закон Гука, но теперь с силой, оказываемой первой пружиной.

Общее изменение длины системы будет равно сумме изменений длины каждой из пружин.

Демонстрация:
Вычислим изменение длины системы с двумя пружинами и подвешенным цилиндром.

Совет:
Для понимания данной темы важно знать закон Гука и умение применять его для расчета изменения длины пружины при заданной силе.

Упражнение:
Подвешенный цилиндр имеет массу 16 кг. Жесткость первой пружины составляет 30000 Н/м, а жесткость второй пружины - 25000 Н/м. Как изменится длина системы, если цилиндр был заменен на другой цилиндр массой 20 кг?