Под действием силы 8Н пружина удлинилась на 2см.
а) Какова скорость пружины?
б) На сколько удлинится пружина под действием силы 2Н?

3 Сен 2019 в 16:41
168 +1
0
Ответы
1

а) Для определения скорости пружины можно воспользоваться законом Гука: F = kx, где F - сила, k - коэффициент упругости пружины, x - удлинение пружины.

Известно, что F = 8Н, x = 0.02м. Поэтому коэффициент упругости: k = F/x = 8/0.02 = 400 Н/м.

Уравнение движения пружины можно записать как: ma = -kx, где m - масса пружины, a - ускорение пружины.

Так как a = d^2x/dt^2, где t - время, получаем: md2x/dt2d^2x/dt^2d2x/dt2 = -kx.

Подставляем известные значения: mx'' + kx = 0.

Решаем данное дифференциальное уравнение, получаем: xttt = Acoswt+φwt + φwt+φ, где A - амплитуда, w - угловая частота, φ - фаза.

Так как x000 = 0, то φ = 0.

То есть уравнение движения пружины будет выглядеть как: xttt = Acoswtwtwt.

Из начальных условий найдем значение A: x000 = Acos000 = A = 0.02 м.

Тогда xttt = 0.02coswtwtwt. Дифференцируем это уравнение по времени: dx/dt = -0.02wsinwtwtwt.

Подставляя в это уравнение t = 0, получаем, что скорость пружины при t = 0 равна -0.02w.

Значит скорость пружины при t = 0 считается по формуле скорость = 0.02 * 400 = 8 м/c.

б) Для определения удлинения пружины под действием силы 2Н можно воспользоваться тем же законом Гука: F = kx.

Известно, что F = 2Н, k = 400 Н/м. Поэтому удлинение пружины будет равно: x = F/k = 2/400 = 0.005м = 5мм.

Таким образом, под действием силы 2Н пружина удлинится на 5мм.

20 Апр 2024 в 04:44
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