Каковы значения растяжения левой и правой пружин в данной системе, где блоки невесомы и без трения, нити нерастяжимы
Каковы значения растяжения левой и правой пружин в данной системе, где блоки невесомы и без трения, нити нерастяжимы и невесомы, а пружины также невесомы? Значения коэффициента жесткости пружины (k) равно 3 Н/м и массы (m) равна 60 г. Считая систему в состоянии равновесия и ускорение свободного падения (g) равно 10 Н/кг.
16.12.2023 20:35
Инструкция: В данной системе блоки невесомы и без трения, нити нерастяжимы и невесомы, а пружины также невесомы. Мы должны найти значения растяжения левой и правой пружин в системе.
Запишем второй закон Ньютона для левого блока. В вертикальном направлении будет действовать сила тяжести, равная m * g, где m - масса блока, g - ускорение свободного падения. В горизонтальном направлении, пружина создает противоположную силу, равную k * x, где k - коэффициент жесткости пружины, x - растяжение пружины. Поэтому, уравновешивая эти две силы, получим:
m * g = k * x (1)
Аналогично, для правого блока получим:
m * g = k * y (2)
Где y - растяжение правой пружины.
Из уравнений (1) и (2) видно, что растяжение пружин прямо пропорционально массе блока и ускорению свободного падения и обратно пропорционально коэффициенту жесткости пружины. Подставим известные значения: m = 60 г = 0.06 кг, g = 10 Н/кг, k = 3 Н/м в уравнения (1) и (2):
0.06 * 10 = 3 * x
0.06 * 10 = 3 * y
0.6 = 3 * x
0.6 = 3 * y
Путем решения этих уравнений получаем:
x = 0.2 м
y = 0.2 м
Таким образом, значения растяжения левой и правой пружин в данной системе равны 0.2 метра.
Доп. материал: В данной системе, значение растяжения каждой пружины составляет 0.2 метра.
Совет: Для лучшего понимания этой темы, рекомендуется изучить основы законов Ньютона, а также погрузиться в изучение уравнений движения и уравнений равновесия.
Задание: В системе с двумя пружинами, коэффициенты жесткости которых равны 5 Н/м и 8 Н/м, масса блока составляет 0.1 кг. Найдите значения растяжения каждой пружины, если ускорение свободного падения равно 9.8 Н/кг.