Лёгкая прямая рейка длиной 100 см с прикреплённым к ней грузом массой 1 кг подвешена за концы: правый конец — на одной вертикальной пружине,левый — на четырёх таких же пружинах (эти четыре пружины тонкие, и поэтому можно считать, что они прикреплены к одной точке). Рейка горизонтальна, все пружины растянуты на одинаковую длину. На каком расстоянии от левого конца рейки находится груз?

14 Апр 2020 в 19:40
125 +1
1
Ответы
1

Для того чтобы найти расстояние от левого конца рейки до груза, нужно учесть равновесие системы.

Сила тяжести груза равна силе упругости пружины, к которой он прикреплен. По условию, груз с массой 1 кг прикреплен к одной пружине, в то время как к 4-м пружинам прикреплен левый конец рейки, на котором сила упругости будет четырежды больше.

Пусть x - расстояние от левого конца рейки до места прикрепления 4-х пружин. Тогда расстояние от левого конца рейки до места прикрепления груза будет 4x.

Учитывая, что сила упругости пропорциональна удлинению пружины, можно записать уравнение равновесия:

1 g = 4 k * x

где g - ускорение свободного падения, k - коэффициент жесткости пружины.

Дано, что длина рейки равна 100 см. Пусть L - длина рейки от левого конца до груза. Тогда можем записать уравнение равновесия для груза:

1 g = k (L - x)

Из условия задачи известно, что все пружины растянуты на одинаковую длину, поэтому можно записать уравнение:

k x = k (L - x)

Тогда x = L - x и следовательно x = L / 2.

Подставляя значение x в первое уравнение, получим:

1 g = 4 k * x

g = 4 k (L / 2)

L = g / (2 * k)

Таким образом, расстояние от левого конца рейки до груза равно g / (2 * k), где g = 9.8 м/с^2 - ускорение свободного падения, a k - коэффициент жесткости пружины.

18 Апр 2024 в 14:00
Не можешь разобраться в этой теме?
Обратись за помощью к экспертам
Гарантированные бесплатные доработки в течение 1 года
Быстрое выполнение от 2 часов
Проверка работы на плагиат
Поможем написать учебную работу
Прямой эфир