После сбора урожая Валерий Дмитриевич решил перевезти картошку с дачи в гараж. Загрузив клубни в прицеп, он обнаружил, что прицеп просел на 0,12 м. Определите жёсткость одной пружины подвески прицепа, если масса загруженной картошки 600 кг, а нагрузка распределяется между колесами поровну. Считайте, что колес (и пружин в подвеске) у прицепа два.
Физика10 классМеханикажесткость пружиныфизикапружинный балансмасса картошкинагрузка на прицепраспределение нагрузкирасчет жесткости пружины
Чтобы определить жёсткость одной пружины подвески прицепа, нам нужно воспользоваться формулой, связывающей силу, жёсткость пружины и деформацию пружины. Начнем с того, что сила, действующая на пружины, равна весу картошки.
Шаг 1: Рассчитаем вес картошки.
Вес (сила тяжести) можно рассчитать по формуле:
F = m * g,
где:
Подставим значения:
F = 600 кг * 9,81 м/с² = 5886 Н.
Шаг 2: Найдем силу, приходящуюся на одну пружину.
Поскольку нагрузка распределяется между двумя колесами, то сила, действующая на одну пружину, будет:
F1 = F / 2 = 5886 Н / 2 = 2943 Н.
Шаг 3: Используем закон Гука для пружин.
Закон Гука гласит, что сила, действующая на пружину, равна произведению жёсткости пружины на её деформацию:
F1 = k * x,
где:
Шаг 4: Перепишем формулу и найдем жёсткость.
Теперь мы можем выразить жёсткость k:
k = F1 / x.
Подставим значения:
k = 2943 Н / 0,12 м = 24525 Н/м.
Ответ: Жёсткость одной пружины подвески прицепа составляет 24525 Н/м.