Невесомая пружина с коэффициентом жесткости 200 н м прикреплена к грузу, и вся система с ускорением 4 м с2 движется по горизантальной поверхности. Коэффициент трения груза о поверхность 0.4. При этом пружина растянута на 2 см. Определить массу груза.
Для начала найдем силу упругости пружины, которая равна произведению коэффициента жесткости пружины на удлинение пружины:
Fупр = k * Δx
Fупр = 200 Н/м * 0.02 м = 4 Н
Теперь найдем силу трения, действующую на груз:
Fтр = μ * N
Где N - это нормальная реакция опоры (равная весу груза), а μ - коэффициент трения. По второму закону Ньютона:
Fтр = m * a
Где m - масса груза, а - ускорение системы. Таким образом, мы получаем систему уравнений:
m a = Fтр = μ m g
m a = 0.4 m g
Подставим известные значения и найдем массу груза:
4 м с2 = 0.4 m * 9.8 м/с2
4 = 0.4 * 9.8
m = 4 / 0.4 * 9.8 ≈ 102
Итак, масса груза составляет около 102 кг.