Яку жорсткість має пружина упорного буфера, якщо вагонетка масою 1,5т, рухаючись зі швидкістю 6 м/с, впала на буфер

Тема урока: Расчет упругости и жесткости пружины

Пояснение: Чтобы решить эту задачу, нам понадобится закон Гука для упругой деформации пружины. Закон Гука гласит, что упругая сила (F) пропорциональна удлинению (x) или сжатию пружины и обратно пропорциональна ее жесткости (k). Формула для расчета упругой силы выглядит так: F = k * x.
Также нам известны следующие значения:
Масса вагонетки (m) = 1,5 т = 1500 кг,
Скорость вагонетки (v) = 6 м/с,
Максимальное сжатие пружины (x) = 0,15 м.

Мы хотим найти жесткость пружины (k). Для этого нам нужно найти упругую силу, действующую на пружину, что можно сделать с использованием второго закона Ньютона F = m * a. В данной задаче вагонетка останавливается, поэтому ускорение (a) будет равно нулю.
Подставив известные значения в формулу второго закона Ньютона, мы получаем, что F = m * a = m * 0 = 0.
Из закона Гука F = k * x мы можем найти жесткость пружины k: k = F / x = 0 / 0,15 = 0.

Например: Найдите жесткость пружины, если масса вагонетки 1,5 тонны, скорость вагонетки 6 м/с, а максимальное сжатие пружины составляет 0,15 метра.

Совет: Помните, что закон Гука и второй закон Ньютона применимы только в идеальных условиях, когда можно пренебречь потерями механической энергии и другими факторами.

Задача для проверки: Если вместо массы вагонетки у нас будет масса велосипедиста, равная 70 кг, все остальные значения останутся такими же. Как это повлияет на жесткость пружины?