Какова жесткость пружины, которая держит половину однородного пробкового шара (плотностью 200 кг/м^3) объемом 10 дм^3

Суть вопроса: Физика - Жесткость пружины

Инструкция: Жесткость пружины, также известная как коэффициент жесткости, обозначается символом k и определяется как отношение силы, действующей на пружину, к абсолютному удлинению пружины. Формула для жесткости пружины выглядит следующим образом:

k = F / ΔL

где k - жесткость пружины, F - сила, действующая на пружину, ΔL - абсолютное удлинение пружины.

В данной задаче мы должны определить жесткость пружины, которая держит половину однородного пробкового шара, погруженного в воду и удерживаемого в этом состоянии.

Для начала определим массу пробкового шара. Масса вычисляется как произведение плотности на объем:

m = ρ * V

где m - масса, ρ - плотность, V - объем.

Масса половины шара:

m_половинного_шара = 0.5 * масса_шара

Сила, действующая на пружину, равна силе Архимеда, которая равна весу вытесненной веществом жидкости. В нашем случае это вода.

F = m_половинного_шара * g

где g - ускорение свободного падения.

Абсолютное удлинение пружины дано в задаче. Подставляем все в формулу для жесткости пружины и решаем:

k = F / ΔL

Доп. материал:
Дано:
плотность пробкового шара: 200 кг/м^3
объем пробкового шара: 10 дм^3
абсолютное удлинение пружины: 0.2 м

Определить жесткость пружины, удерживающей половину шара в воде.

Решение:
1. Определим массу пробкового шара:
масса = плотность * объем = 200 * 0.01 = 2 кг
2. Определим массу половины шара:
масса_половины_шара = 0.5 * масса = 0.5 * 2 = 1 кг
3. Определим силу, действующую на пружину:
F = масса_половины_шара * g
F = 1 * 9.8 = 9.8 Н
4. Подставим значения в формулу жесткости пружины:
k = F / ΔL
k = 9.8 / 0.2 = 49 Н/м

Совет: Для лучшего понимания концепции жесткости пружины рекомендуется ознакомиться с примерами и провести некоторые практические эксперименты с различными пружинами и нагрузками.

Задача для проверки:
По аналогии с предыдущей задачей, определите жесткость пружины, если абсолютное удлинение составляет 0.3 м, а масса шара равна 5 кг. Плотность пробкового шара составляет 300 кг/м^3. Ответ округлите до ближайшего целого числа.