2026-01-12 15:37:42
Какова масса груза, если к одному концу легкой пружины жесткостью k = 100 Н/м прикреплен массивный груз, лежащий на горизонтальной плоскости, а другой конец пружины закреплен неподвижно? Известно, что коэффициент трения груза по плоскости (мю) равен 0,2, груз смещают по горизонтали, растягивая пружину, затем отпускают с начальной скоростью, равной нулю. Груз движется в одном направлении и затем останавливается в положении, в котором пружина уже сжата. Максимальное растяжение пружины, при котором груз движется таким образом, равно d = 15 см.
Физика 11 класс Движение тел под действием сил масса груза пружина жёсткость коэффициент трения максимальное растяжение физика 11 класс Новый
2026-01-12 15:37:59
Для решения задачи нам нужно определить массу груза, который прикреплен к пружине. Мы знаем, что пружина имеет жесткость k = 100 Н/м, коэффициент трения мю = 0,2 и максимальное растяжение пружины d = 15 см (или 0,15 м).
Давайте рассмотрим силы, действующие на груз:
- Сила упругости пружины: Она направлена в сторону, противоположную растяжению пружины, и определяется по формуле Fупр = k * x, где x - это растяжение пружины. В нашем случае x = 0,15 м, поэтому:
- Fупр = 100 Н/м * 0,15 м = 15 Н.
- Сила трения: Эта сила также направлена в сторону, противоположную движению груза, и рассчитывается по формуле Fтр = мю * N, где N - нормальная сила. В данном случае нормальная сила равна весу груза, который можно выразить как N = m * g, где g = 9,81 м/с² - ускорение свободного падения. Таким образом, сила трения будет:
- Fтр = мю * m * g = 0,2 * m * 9,81 м/с².
Теперь, когда груз движется и пружина растягивается до максимального значения d, силы, действующие на груз, находятся в равновесии. Это значит, что сила упругости пружины равна силе трения:
Fупр = Fтр
Подставим выражения для сил:
15 Н = 0,2 * m * 9,81 м/с²
Теперь решим это уравнение для массы m:
- 15 Н = 1,962 * m
- m = 15 Н / 1,962
- m ≈ 7,65 кг.
Таким образом, масса груза составляет приблизительно 7,65 кг.