Какое удлинение пружин получится, если подвесить груз массой 1 кг к двум одинаковым пружинам с жесткостью 100 Н/м, соединенным один раз последовательно, а другой раз параллельно?

Физика 11 класс Законы механики удлинение пружин груз 1 кг пружины жесткость 100 Н/м пружины последовательно пружины параллельно физика 11 класс Новый

Для решения этой задачи нам нужно рассмотреть два случая: пружины, соединенные последовательно, и пружины, соединенные параллельно. В каждом случае мы будем использовать закон Гука, который гласит, что удлинение пружины пропорционально приложенной силе.

1. Пружины, соединенные последовательно:

Когда пружины соединены последовательно, общая жесткость пружин определяется по формуле:

• 1 / k_общ = 1 / k_1 + 1 / k_2

Где k_1 и k_2 - жесткости пружин. В нашем случае:

• k_1 = 100 Н/м
• k_2 = 100 Н/м

Подставим значения:

• 1 / k_общ = 1 / 100 + 1 / 100 = 2 / 100
• k_общ = 100 / 2 = 50 Н/м

Теперь, зная общую жесткость, можем найти удлинение пружин при подвешивании груза массой 1 кг. Сила, действующая на пружины, равна весу груза:

• F = m * g = 1 кг * 9.8 м/с² = 9.8 Н

Теперь используем закон Гука для вычисления удлинения:

• x = F / k_общ = 9.8 Н / 50 Н/м = 0.196 м

Таким образом, удлинение пружин, соединенных последовательно, составляет 0.196 м.

2. Пружины, соединенные параллельно:

Когда пружины соединены параллельно, общая жесткость определяется по формуле:

• k_общ = k_1 + k_2

Подставим значения:

• k_общ = 100 Н/м + 100 Н/м = 200 Н/м

Теперь можем снова найти удлинение при подвешивании груза массой 1 кг:

• x = F / k_общ = 9.8 Н / 200 Н/м = 0.049 м

Таким образом, удлинение пружин, соединенных параллельно, составляет 0.049 м.

Итог:

• Удлинение пружин, соединенных последовательно: 0.196 м
• Удлинение пружин, соединенных параллельно: 0.049 м