Яке буде видовження пружини при рівномірному тягненні бруска масою 1,6 кг по столу, якщо між бруском і столом
Яке буде видовження пружини при рівномірному тягненні бруска масою 1,6 кг по столу, якщо між бруском і столом є коефіцієнт тертя та жорсткість пружини становить 40 Н/м?
03.12.2023 14:00
Разъяснение:
Чтобы решить эту задачу, мы можем использовать закон Гука, который описывает связь между силой, действующей на пружину, и ее удлинением. Закон Гука формулируется следующим образом: F = -kx, где F - сила, k - коэффициент жесткости пружины и x - удлинение пружины.
В данной задаче брусок тянется на столе, поэтому пружина будет испытывать силу направленную вверх, противоположную силе тяжести. Сила тяжести может быть вычислена как F = m * g, где m - масса бруска и g - ускорение свободного падения.
Таким образом, в данной задаче у нас есть две силы, действующие на пружину:
1) Сила тяжести, направленная вниз: F1 = m * g
2) Сила пружины, направленная вверх: F2 = -k * x
При ровномерном движении бруска по столу, сила трения между бруском и столом будет компенсировать силу тяжести, поэтому F1 = F трения. Следовательно, у нас будет следующее уравнение: m * g = k * x.
Теперь мы можем найти удлинение пружины (x). Подставим известные значения в уравнение, чтобы решить его. Масса бруска (m) равна 1,6 кг, ускорение свободного падения (g) принимается за 9,8 м/с^2, и коэффициент жесткости пружины (k) равен 40 Н/м.
По формуле получим: x = (m * g) / k.
x = (1.6 * 9.8) / 40.
x = 0.392 метра.
Таким образом, видовження пружини при рівномірному тягненні бруска масою 1,6 кг по столу будет равно 0,392 метра.
Совет:
Для лучшего понимания этой задачи рекомендуется изучить закон Гука и его применение в решении задач на удлинение пружины. Также полезно разобрать примеры задач с подобными условиями, чтобы улучшить навык решения такого типа задач.
Упражнение:
Брусок массой 2 кг тянут по горизонтальной поверхности с силой 30 Н при использовании пружины с коэффициентом жесткости равным 20 Н/м. Какое будет удлинение пружины в этом случае? (Ответ: 1,5 м).
Пояснение:
В данному випадку, коли брусок тягнуть по столу зі сталою силою, встановлюється рівновага між внутрішньою силою пружини та силою тертя.
Сила тертя може бути обчислена за формулою: Ft = μ * N, де μ - коефіцієнт тертя, N - сила нормалі, що дорівнює вазі бруска у вертикальному напрямку, N = m * g, де m - маса бруска, g - прискорення вільного падіння.
А сила пружини може бути обчислена за формулою: Fп = k * δ, де k - жорсткість пружини, δ - видовження пружини.
У стані рівноваги сила тертя дорівнює силі пружини: Ft = Fп.
Таким чином, ми можемо записати рівняння: μ * m * g = k * δ.
Розв"язавши рівняння відносно δ, отримуємо: δ = (μ * m * g) / k.
Підставивши дані задачі (μ = коефіцієнт тертя, m = 1,6 кг, g = 9,8 м/с², k = 40 Н/м), ми можемо знайти значення видовження пружини (δ).
Приклад використання:
Задача: Обчисліть видовження пружини при рівномірному тягненні бруска масою 1,6 кг по столу, якщо між бруском і столом є коефіцієнт тертя 0,2 та жорсткість пружини становить 40 Н/м.
Рішення:
Дано: m = 1.6 кг, μ = 0.2, k = 40 Н/м, g = 9.8 м/с²
Знайти: δ (видовження пружини)
Користуючись формулою: δ = (μ * m * g) / k
Підставляємо значення: δ = (0.2 * 1.6 * 9.8) / 40
Розрахунків: δ = 0.784 метрів
Відповідь: Видовження пружини при рівномірному тягненні бруска становить 0.784 метра.
Порада: Для кращого розуміння матеріалу, рекомендується читати про закон Гука та вивчати формули, пов"язані з пружинами і рівновагою тіл. Також корисно розглядати реальні приклади і застосування даної теорії в практичних задачах.
Вправа: Знайдіть видовження пружини, якщо маса бруска дорівнює 2 кг, коефіцієнт тертя становить 0.3, а жорсткість пружини дорівнює 50 Н/м.