На малюнку показана діаграма коливань тягарця на пружині. Яка є жорсткість пружини, якщо маса тягарця становить

Предмет вопроса: Жорсткість пружини

Пояснення: Жорсткість пружини - це характеристика, яка визначає, наскільки сильно пружина протистоїть деформації при зміщенні свого рівноважного положення. Зазвичай, жорсткість пружини позначається символом к (англ. spring constant) і вимірюється у ньютонах на метр (Н/м).

Для знаходження жорсткості пружини в даній задачі необхідно скористатися законом Гука, який має наступний вигляд: F = k * x, де F - сила, яка діє на пружину, k - жорсткість пружини, x - величина зміщення пружини.

У даній задачі маса тягарця становить 100 г, а зміщення тягарця на діаграмі становить 3 см. За другим законом Ньютона, F = m * a, де m - маса тіла, a - прискорення. Ми знаємо, що пружина коливається у рівноважному стані, тому на тягаре діє сила пружини (F) в напрямку, протилежному зсуву.

Застосуємо закон Гука: F = k * x
m * a = k * x
100 г * 9,8 м/с² = k * 0,03 м

Далі за формулою k = (m * a) / x знайдемо жорсткість пружини:
k = (0,1 кг * 9,8 м/с²) / 0,03 м
k ≈ 32,7 Н/м

Таким чином, жорсткість пружини становить приблизно 32,7 Н/м.

Приклад використання: Яка жорсткість пружини, якщо маса тягарця дорівнює 150 г, а зміщення становить 5 см?

Порада: Для кращого розуміння жорсткості пружини, можна провести дослід зі змінними значеннями маси тягарця та зміщення. Результати досліду можна представити у вигляді графіка, що допоможе зрозуміти залежність між силою та зміщенням.

Вправа: Якщо маса тягарця становить 200 г, а зміщення - 4 см, яка буде жорсткість пружини?