Яке прискорення має тіло масою 5 кг, якщо його тягнуть по гладкій горизонтальній поверхні за пружину, яка
Яке прискорення має тіло масою 5 кг, якщо його тягнуть по гладкій горизонтальній поверхні за пружину, яка, під час руху, розтягнулася на 2 см, і має жорсткість 400 Н/м?
17.11.2023 09:06
Объяснение:
Чтобы решить эту задачу, нам нужно использовать закон Гука, который гласит: "Сила, действующая на пружину, прямо пропорциональна ее деформации". Формула закона Гука выглядит следующим образом:
F = k * x
Где F - сила, k - коэффициент жесткости пружины и x - деформация пружины.
В данной задаче тело массой 5 кг тянется за пружину, которая растянулась на 2 см (или 0,02 м). Коэффициент жесткости пружины равен 400 Н/м. Мы хотим найти прискорение тела.
Для начала найдем силу, действующую на пружину, используя формулу закона Гука:
F = k * x
F = 400 Н/м * 0,02 м
F = 8 Н
Теперь мы можем использовать второй закон Ньютона, который гласит: "Сила, действующая на тело, равна произведению его массы на его ускорение". Формула закона Ньютона выглядит следующим образом:
F = m * a
Где F - сила, a - ускорение и m - масса.
Мы знаем массу тела (5 кг) и силу (8 Н), поэтому мы можем найти ускорение:
8 Н = 5 кг * a
Решим эту уравнение относительно а:
a = 8 Н / 5 кг
a = 1,6 м/с²
Таким образом, тело имеет ускорение 1,6 м/с².
Дополнительный материал: Какое ускорение получит тело массой 3 кг, если за него тянуть за пружину, которая растянулась на 4 см и имеет жесткость 200 Н/м?
Совет: При решении подобных задач важно помнить связь между законом Гука и законом Ньютона. Также обратите внимание на то, что в данной задаче ускорение является неизвестной величиной, и мы должны его найти. Используйте полученные данные и примените соответствующие формулы.
Практика: Какое ускорение получит тело массой 2,5 кг, если за него тянуть за пружину, которая растянулась на 5 см и имеет жесткость 300 Н/м?
Пояснення: Для розв"язання цієї задачі нам знадобиться закон Гука та другий закон Ньютона.
Закон Гука говорить про зв"язок між силою, яка діє на пружину, та розтягненням пружини:
F = k * x,
де F - сила, яку тягнуть за пружину (в нашому випадку, потяг), k - жорсткість пружини та x - розтягнення пружини.
Другий закон Ньютона говорить про зв"язок між силою, масою тіла та прискоренням:
F = m * a,
де F - сила, м - маса тіла та a - прискорення.
Ми можемо поєднати ці два закони для розв"язання задачі. Застосуємо закон Гука та знайдемо силу, яка діє на тіло:
F = k * x = 400 Н/м * 0,02 м = 8 Н.
Потім використовуємо другий закон Ньютона для знаходження прискорення:
F = m * a => 8 Н = 5 кг * a.
Звідси отримуємо значення прискорення:
a = 8 Н / 5 кг = 1,6 м/с².
Таким чином, тіло має прискорення 1,6 м/с².
Приклад використання: Яке прискорення має тіло масою 10 кг, якщо його тягнуть по гладкій горизонтальній поверхні за пружину, яка розтяглася на 3 см, і має жорсткість 500 Н/м?
Порада: Для розв"язання цієї задачі важливо осмислити застосування правил закону Гука та другого закону Ньютона. Також корисно пам"ятати, що розміри фізичних величин (наприклад, розтягнення пружини) важливо привести до одиниць виміру, використовуваних у формулах.
Вправа: Яке прискорення має тіло масою 3 кг, якщо на нього діє сила 12 Н? Вважайте, що сила є горизонтальною і тіло рухається по гладкій поверхні без опору.