5. Однородный стержень (см. рисунок) подвешен на двух одинаковых вертикальных пружинах жёсткостью 800 Н/м каждая. Какова масса стержня, если удлинение каждой пружины равно 2 см?

Физика 9 класс Законы механики однородный стержень пружины жёсткость масса стержня удлинение пружин физика задача по физике Новый

Для решения задачи нам нужно использовать закон Гука и формулу для расчета силы, действующей на пружины.

Шаг 1: Найдем силу, действующую на каждую пружину.

Согласно закону Гука, сила, действующая на пружину, определяется по формуле:

F = k * x

где:

• F - сила, действующая на пружину (в Н).
• k - жесткость пружины (в Н/м).
• x - удлинение пружины (в метрах).

В данной задаче:

• k = 800 Н/м (жесткость пружины).
• x = 2 см = 0.02 м (удлинение пружины, переведем в метры).

Теперь подставим значения в формулу:

F = 800 Н/м * 0.02 м = 16 Н

Шаг 2: Найдем общий вес стержня.

Поскольку стержень подвешен на двух пружинах, общий вес стержня равен сумме сил, действующих на обе пружины:

W = F1 + F2

где F1 и F2 - силы, действующие на каждую пружину. Так как пружины одинаковые, F1 = F2 = 16 Н:

W = 16 Н + 16 Н = 32 Н

Шаг 3: Найдем массу стержня.

Вес стержня можно выразить через массу по формуле:

W = m * g

где:

• W - вес (в Н).
• m - масса (в кг).
• g - ускорение свободного падения (приблизительно 9.8 м/с²).

Теперь подставим известные значения и найдем массу стержня:

32 Н = m * 9.8 м/с²

Отсюда:

m = 32 Н / 9.8 м/с² ≈ 3.27 кг

Ответ: Масса стержня составляет примерно 3.27 кг.