Question

Первоначальная длина пружины без груза 4см. После того, как был подвешен груз, длина пружины стала равна 16 см. А) Определите удлинение пружины, переведите единицы удлинения пружины в СИ [2] Б) Определите силу тяжести, действующую на груз, если его масса 3 кг​​[1] В) Определите жесткость пружины​​​​​​​​​[1] Г) Выполните рисунок к задаче, указав все силы действующие на груз

Answer 1

Ответ:

Объяснение:

Дано:

l1 = 4 см

l2 = 16 см

А) l = l2-l1 = 16 - 4 = 12см = 0,12 м

Б) F = m×g. g = 10 H/кг, значит F = 10×3 = 30 H

B) F = k×l => k = F/l = 30/0,12 = 250 H/м

Answer 2

Давайте рассмотрим каждую часть задачи по порядку:

А) Удлинение пружины: Удлинение пружины можно найти как разницу между начальной длиной и длиной пружины с грузом:

Удлинение пружины = Длина с грузом - Начальная длина Удлинение пружины = 16 см - 4 см = 12 см

Теперь переведем это удлинение в единицы СИ. 1 см = 0,01 м, поэтому:

Удлинение пружины в метрах = 12 см * 0,01 м/см = 0,12 м

Б) Сила тяжести, действующая на груз: Сила тяжести определяется массой груза и ускорением свободного падения (g), которое приближенно равно 9,81 м/с² на поверхности Земли.

F = m * g F = 3 кг * 9,81 м/с² = 29,43 Н (ньютона)

В) Жесткость пружины: Жесткость пружины (также известная как коэффициент жесткости) определяется как отношение силы, действующей на пружину, к ее удлинению.

k = F / удлинение k = 29,43 Н / 0,12 м = 245,25 Н/м

Г) Рисунок сил, действующих на груз:

На рисунке силы, действующие на груз, будут следующими:

1. Сила тяжести, направленная вниз (29,43 Н).
2. Нормальная сила, направленная вверх, которая равна по величине, но противоположна силе тяжести.
3. Сила упругости пружины, направленная вверх, равная по величине силе тяжести.

markdownCopy code
          ↑
        ┌─┴─┐
        │ m │
        └─┬─┘
          ↓

Эти силы равновесны, и груз остается на месте, так как сумма всех сил равна нулю (см. второй закон Ньютона).