Какое удлинение пружины будет, если деревянный брусок массой 2 кг тянут равномерно по горизонтальной деревянной доске с помощью пружины с жёсткостью 100 Н/м, при коэффициенте трения 0,3?
Физика 9 класс Законы Ньютона и трение удлинение пружины пружина жёсткость масса бруска коэффициент трения физика задачи
Для решения задачи мы сначала определим силы, действующие на брусок, и затем найдем удлинение пружины. Давайте поэтапно разберем все шаги.
Шаг 1: Определение силы тяжестиСила тяжести (F_t) действует на брусок и рассчитывается по формуле:
F_t = m * g
Подставим значения:
F_t = 2 кг * 9,8 м/с² = 19,6 Н.
Шаг 2: Определение силы нормального давленияСила нормального давления (F_n) равна силе тяжести, так как брусок движется по горизонтальной поверхности:
F_n = F_t = 19,6 Н.
Шаг 3: Определение силы тренияСила трения (F_f) рассчитывается по формуле:
F_f = μ * F_n
Подставим значения:
F_f = 0,3 * 19,6 Н = 5,88 Н.
Шаг 4: Определение силы, которую создает пружинаТак как брусок движется равномерно, силы, действующие на него, находятся в равновесии. Это значит, что сила, создаваемая пружиной (F_p), равна силе трения:
F_p = F_f = 5,88 Н.
Шаг 5: Определение удлинения пружиныСила, действующая на пружину, определяется по формуле:
F_p = k * x
Теперь можем выразить удлинение:
x = F_p / k.
Подставим известные значения:
x = 5,88 Н / 100 Н/м = 0,0588 м.
Шаг 6: Переводим в сантиметрыЧтобы представить удлинение в более привычных единицах, переведем метры в сантиметры:
x = 0,0588 м * 100 см/м = 5,88 см.
Ответ: Удлинение пружины составит 5,88 см.