Каково изменение длины системы, состоящей из двух пружин, у которых жесткости равны 12000H/м и 13000H/м, если
Каково изменение длины системы, состоящей из двух пружин, у которых жесткости равны 12000H/м и 13000H/м, если алюминиевый блок объемом 25 л подвешен к нижнему концу системы, а верхний конец закреплен к подвесу?
№2 Каково изменение длины системы, состоящей из двух параллельно соединенных пружин, у которых жесткости равны 72000H/м и 40000H/м, если бетонный шар объемом 45л подвешен к нижнему концу системы, а верхний конец закреплен к подвесу?
17.11.2023 13:49
Инструкция: Изменение длины системы из двух пружин можно определить, используя закон Гука для каждой из пружин и применяя его последовательно.
Для данной задачи, общее изменение длины системы можно найти, просуммировав изменения длины каждой пружины в отдельности.
1. Определим изменение длины первой пружины, воспользовавшись законом Гука:
Изменение длины первой пружины (Δl1) = сила (F1) / жесткость (k1)
где F1 - сила, действующая на первую пружину.
2. Аналогично, определим изменение длины второй пружины:
Изменение длины второй пружины (Δl2) = F2 / k2
где F2 - сила, действующая на вторую пружину.
3. Общее изменение длины системы будет равно сумме изменений длины каждой пружины:
Δlсистемы = Δl1 + Δl2
В данном случае, сила, действующая на каждую пружину, будет равна весу алюминиевого блока (F = m * g), где m - масса алюминиевого блока, g - ускорение свободного падения (около 9,8 м/с²).
Подставив все известные значения с учетом формулы, можно найти изменение длины системы.
Доп. материал:
Найдите изменение длины системы, состоящей из двух пружин с жесткостями 12000 H/м и 13000 H/м, если алюминиевый блок массой 10 кг подвешен к нижнему концу системы, а верхний конец закреплен к подвесу.
Совет:
Чтобы лучше понять задачу, рекомендуется ознакомиться с законом Гука и уравнениями изменения длины пружин. Также, помните, что жесткость пружины зависит от ее материала и геометрических параметров.
Упражнение:
Найдите изменение длины системы, состоящей из двух пружин с жесткостями 15000 H/м и 18000 H/м, если масса подвешенного к нижнему концу системы объекта равна 5 кг. Нижний конец системы свободен, а верхний конец закреплен к подвесу. Выразите результат в метрах.
Пояснение:
Для расчета изменения длины системы с пружинами, необходимо использовать закон Гука. Закон Гука гласит, что изменение длины пружины прямо пропорционально силе, которая действует на нее. Формула для расчета изменения длины пружины:
ΔL = F / k,
где ΔL - изменение длины пружины,
F - сила, действующая на пружину,
k - коэффициент жесткости пружины.
В первой задаче у нас две пружины с коэффициентами жесткости 12000H/м и 13000H/м. Алюминиевый блок подвешен к нижнему концу системы. Необходимо вычислить изменение длины системы.
Чтобы это сделать, сначала найдем общую жесткость системы пружин:
k_общ = 1 / (1 / k1 + 1 / k2),
где k_общ - общая жесткость системы пружин,
k1 и k2 - жесткости отдельных пружин.
Затем мы можем использовать формулу изменения длины системы:
ΔL = F / k_общ,
где F - сила, действующая на систему растяжения.
Например:
Давайте предположим, что сила F, действующая на систему, равна 500 Н. Найдем изменение длины системы с пружинами.
k1 = 12000 H/м
k2 = 13000 H/м
F = 500 Н
k_общ = 1 / (1 / 12000 + 1 / 13000) = 6676.7 H/м
ΔL = F / k_общ = 500 / 6676.7 = 0.0749 м (или 7.49 см).
Таким образом, изменение длины системы с пружинами составляет 7.49 см при действии силы в 500 Н.
Совет:
Во время решения подобных задач, важно помнить, что изменения длины пружин в сжатом и растянутом состоянии имеют противоположные знаки. При растяжении пружина увеличивает свою длину, а при сжатии - сокращает.
Задача для проверки:
Алюминиевый блок массой 2 кг подвешен к системе из двух пружин с коэффициентами жесткости 15000H/м и 18000H/м. Найдите изменение длины системы, если сила действия равна 400 Н.