Каков коэффициент жесткости данной пружины, если её длина увеличилась на 30 см, когда на ней подвесили груз массой
Каков коэффициент жесткости данной пружины, если её длина увеличилась на 30 см, когда на ней подвесили груз массой 3 кг?
27.11.2023 08:39
Инструкция:
Коэффициент жесткости пружины (также известный как коэффициент упругости или закон Гука) указывает на меру жесткости пружины и определяется как отношение силы, действующей на пружину, к изменению ее длины. Обозначается как k и вычисляется по формуле:
k = F / Δl
где k - коэффициент жесткости, F - сила, действующая на пружину, Δl - изменение ее длины.
В данной задаче, нам дано, что длина пружины увеличивается на 30 см (что равно Δl) при подвешивании груза массой (обозначим ее m). Нам не дана сила, действующая на пружину (F), но мы можем использовать закон Гука для вычисления этой силы:
F = k * Δl
Теперь мы можем выразить коэффициент жесткости:
k = F / Δl = m * g / Δl
где g - ускорение свободного падения (около 9.8 м/с^2).
Пример:
Пусть пружина увеличивается на 30 см (Δl = 0.3 м) при подвешивании груза массой 5 кг. Тогда коэффициент жесткости (k) будет:
k = (5 кг * 9.8 м/с^2) / 0.3 м = 163.33 Н/м
Совет:
Чтобы лучше понять концепцию коэффициента жесткости пружины, рекомендуется изучить закон Гука и его применение. Также полезно решать дополнительные упражнения и примеры, чтобы получить дополнительную практику и уверенность в этой теме.
Задача для проверки:
Дана пружина, длина которой увеличивается на 20 см при подвешивании груза массой 4 кг. Найдите коэффициент жесткости пружины.
Разъяснение: Коэффициент жесткости пружины, обозначаемый символом k, определяет её способность сопротивляться деформации приложенной силы. Он вычисляется как отношение силы F, приложенной к пружине, к величине её деформации Δx. Формула для расчёта коэффициента жесткости пружины выглядит следующим образом:
k = F / Δx,
где k - коэффициент жесткости, F - приложенная сила, Δx - изменение длины пружины.
Чтобы найти значение коэффициента жесткости, нам необходимо знать приложенную силу и изменение длины пружины. В данной задаче говорится, что длина пружины увеличилась на 30 см, когда на неё подвесили груз массой ...
Например: Пусть на пружину была подвешена масса величиной ..., что привело к увеличению длины пружины на 30 см. Чтобы найти коэффициент жесткости пружины, мы должны знать величину приложенной силы.
Совет: Чтобы лучше понять концепцию коэффициента жесткости, можно представить пружину как упругую резинку. Постепенно увеличивайте силу, приложенную к резинке, и наблюдайте, как изменяется её длина. Также полезно запомнить формулу k = F / Δx и знать её смысл.
Дополнительное упражнение: На пружину подвешивается груз, что приводит к её удлинению на 25 см. Если масса груза равна ..., найдите коэффициент жесткости пружины.