а) Какова жёсткость пружины? б) Какой массы груз нужно подвесить к пружине, чтобы её длина увеличилась вдвое
а) Какова жёсткость пружины?
б) Какой массы груз нужно подвесить к пружине, чтобы её длина увеличилась вдвое по сравнению с недеформированной длиной?
в) Какова будет длина пружины, когда пружина с грузом (масса которого будет найдена в ответе на предыдущий вопрос) будет двигаться с ускорением 5 м/c², направленным вниз?
б) Какой массы груз нужно подвесить к пружине, чтобы её длина увеличилась вдвое по сравнению с недеформированной длиной?
в) Какова будет длина пружины, когда пружина с грузом (масса которого будет найдена в ответе на предыдущий вопрос) будет двигаться с ускорением 5 м/c², направленным вниз?
11.12.2023 00:38
Написать свой ответ:
Инструкция: Жёсткость пружины - это физическая величина, описывающая её способность сопротивляться деформации. Она определяется как отношение силы, применяемой для деформации пружины, к величине этой деформации. Жёсткость пружины обозначается символом k и измеряется в Н/м (Ньютон/метр).
а) Жёсткость пружины можно определить по формуле: k = F / Δl, где F - сила, действующая на пружину, Δl - изменение длины пружины. Таким образом, чтобы найти жёсткость пружины, необходимо измерить силу, применяемую для её деформации, и изменение длины пружины.
б) Чтобы найти массу груза, нужно поместить его на пружину и измерить изменение длины пружины. Для того чтобы длина пружины увеличилась вдвое по сравнению с недеформированной длиной, необходимо приложить силу, равную двукратной жёсткости пружины. Зная жёсткость пружины и силу, можно определить массу груза по формуле: m = 2F / g, где m - масса груза, g - ускорение свободного падения (около 9,8 м/c²).
в) Чтобы определить длину пружины при заданном ускорении, нужно использовать закон Гука, который устанавливает связь между силой, жёсткостью пружины и деформацией. Формула для этого случая имеет вид: Δl = F / k = m * a / k, где Δl - изменение длины пружины, a - ускорение, k - жёсткость пружины, m - масса груза. Используя данное ускорение и найденную жёсткость пружины, можно найти изменение длины пружины и её длину.
Пример использования:
а) Жёсткость пружины равна 50 Н/м.
б) Для того чтобы длина пружины увеличилась вдвое, необходимо приложить силу в 100 Н. Следовательно, масса груза равна m = 2 * 100 Н / 9,8 м/c² = 20,41 кг.
в) Подставив полученные значения в формулу Δl = m * a / k, получаем Δl = 20,41 кг * 5 м/c² / 50 Н/м = 2,041 м. Таким образом, длина пружины будет равна двум недеформированным длинам плюс Δl = 2 + 2,041 = 4,041 м.
Совет: Для лучшего понимания жёсткости пружины рекомендуется провести эксперименты, измерив силу и изменение длины пружины при её деформации. Это позволит увидеть непосредственную связь между силой и деформацией, а также измерить саму жёсткость пружины.
Задание для закрепления: Если длина недеформированной пружины равна 0,5 м, а её жёсткость - 30 Н/м, какая сила будет действовать на пружину при увеличении её длины на 0,3 м? Округлите ответ до десятых.