Какова масса груза, который подвешен на пружине с жёсткостью 50 Н/м, если длина пружины составляет 12 см, а её длина в недеформированном состоянии равна 10 см?
Физика8 классЗаконы механикимасса грузапружинажёсткостьфизика 8 классдлина пружиныдеформация пружинысила тяжести
Чтобы найти массу груза, подвешенного на пружине, нам нужно использовать закон Гука и формулу для силы тяжести. Давайте разберем это шаг за шагом.
Шаг 1: Найдем изменение длины пружины.Длина пружины в недеформированном состоянии составляет 10 см, а в деформированном состоянии — 12 см. Значит, изменение длины пружины (Δx) будет:
Теперь переведем сантиметры в метры, так как единицы измерения должны быть в системе СИ:
Сила, с которой пружина тянет груз, определяется законом Гука:
где F — сила, k — жёсткость пружины, Δx — изменение длины пружины.
Подставим известные значения:
Теперь рассчитаем силу:
Сила, действующая на груз, равна силе тяжести, которая рассчитывается по формуле:
где m — масса груза, g — ускорение свободного падения (примерно 9,8 м/с²).
Мы уже нашли силу F, равную 1 Н. Теперь подставим это значение в формулу:
Теперь решим уравнение для массы m:
Масса груза, подвешенного на пружине, составляет примерно 0,102 кг.