Какова жёсткость пружины, если брусок массой 4 кг тянут равномерно по горизонтально расположенной доске с удлинением пружины 4 см, при этом коэффициент трения между бруском и доской равен 0,3?

Физика 9 класс Законы Ньютона и силы трения жесткость пружины брусок масса 4 кг удлинение пружины 4 см коэффициент трения 0,3 физика 9 класс Новый

Для решения этой задачи нам необходимо использовать закон Гука и формулу для силы трения. Давайте разберем шаги более подробно.

Шаг 1: Определим силу трения.

Сила трения (Fт) рассчитывается по формуле:

Fт = μ * N

где:

• μ - коэффициент трения (0,3),
• N - нормальная сила, равная весу бруска.

Нормальная сила N для бруска массой 4 кг рассчитывается как:

N = m * g

где:

• m = 4 кг - масса бруска,
• g = 9,8 м/с² - ускорение свободного падения.

Таким образом, N = 4 кг * 9,8 м/с² = 39,2 Н.

Теперь можем найти силу трения:

Fт = 0,3 * 39,2 Н = 11,76 Н.

Шаг 2: Определим силу, действующую на пружину.

Когда брусок тянется равномерно, сила, действующая на пружину (Fп), равна силе трения:

Fп = Fт = 11,76 Н.

Шаг 3: Применим закон Гука.

Согласно закону Гука, сила, действующая на пружину, может быть выражена как:

Fп = k * x

где:

• k - жёсткость пружины (то, что мы ищем),
• x - удлинение пружины (в данном случае 4 см или 0,04 м).

Теперь подставим известные значения в формулу и решим уравнение для k:

11,76 Н = k * 0,04 м.

Решая это уравнение, получаем:

k = 11,76 Н / 0,04 м = 294 Н/м.

Ответ: Жёсткость пружины составляет 294 Н/м.