Груз, который подвешен на пружине, колеблется в вертикальном направлении с периодом 1 с и амплитудой 0.1 м. Когда груз проходит положение равновесия, сила упругости пружины составляет 1 Н. Какова сила упругости в крайнем нижнем положении груза? Ускорение свободного падения примите равным 10 м/с². Округлите ответ до десятых.

Физика Колледж Колебания и волны пружина колебания Сила упругости груз амплитуда Период положение равновесия ускорение свободного падения Новый

Чтобы найти силу упругости в крайнем нижнем положении груза, нам нужно учесть несколько факторов, таких как вес груза и изменение силы упругости пружины в зависимости от положения груза.

Давайте разберем задачу по шагам:

1. Определим вес груза:

   Сила тяжести (вес) груза определяется по формуле:

   Fт = m * g,

   где Fт - сила тяжести, m - масса груза, g - ускорение свободного падения (10 м/с²).

2. Найдем массу груза:

   Когда груз проходит положение равновесия, сила упругости пружины равна 1 Н. В этом положении:

   Fп = Fт,

   где Fп - сила упругости пружины в равновесии.

   Таким образом, мы можем записать:

   1 Н = m * 10 м/с².

   Отсюда находим массу:

   m = 1 Н / 10 м/с² = 0.1 кг.

3. Определим силу упругости в крайнем нижнем положении:

   Когда груз находится в крайнем нижнем положении, он находится на расстоянии амплитуды колебания (0.1 м) ниже положения равновесия. В этом случае пружина будет растянута на 0.1 м больше, чем в положении равновесия.

   Сила упругости пружины определяется по закону Гука:

   Fп = k * x,

   где k - жесткость пружины, x - удлинение пружины.

   В положении равновесия:

   1 Н = k * 0,

   в крайнем нижнем положении:

   Fп = k * 0.1 м.

4. Сложим силы в крайнем нижнем положении:

   В крайнем нижнем положении груз испытывает как силу тяжести, так и силу упругости:

   Fп = Fт + Fп,

   где Fп - сила упругости в крайнем нижнем положении, Fт - вес груза (1 Н).

   Подставляем значения:

   Fп = 1 Н + 1 Н = 2 Н.

Ответ: Сила упругости в крайнем нижнем положении груза составляет 2 Н.