Под действием груза массой 0,3 кг, подвешенного на пружине у поверхности Земли, пружина растянулась на 12 см. На сколько растянется (см) пружина под действием груза массой 3 кг, подвешенного к ней на высоте от поверхности Земли, равной двум земным радиусам
Для решения этой задачи, мы можем использовать закон Гука для упругих деформаций пружины:
F = k * x,
где F - сила, действующая на пружину, k - коэффициент жесткости пружины, x - деформация пружины.
Так как сила тяжести на груз равна его массе умноженной на ускорение свободного падения (F = m*g), а ускорение свободного падения на поверхности Земли равно примерно 9,81 м/c², то можем записать:
F = m*g,
где m - масса груза, g - ускорение свободного падения.
Исходя из того, что пружина растягивается при подвешивании груза, можем записать:
kx = mg,
где k - коэффициент жесткости пружины.
Для первого случая (m = 0,3 кг, x = 12 см) получаем:
0,3 9,81 = k12, k = 0,3*9,81/0,12 ≈ 24,575 Н/м
Теперь найдем пружинное перемещение для второго случая (m = 3 кг, h = 2*R_земля):
F = mg = 39,81 ≈ 29,43 Н, mg = kx, x = m*g / k = 29,43 / 24,575 ≈ 1,2 м ≈ 120 см.
Таким образом, пружина растянется на примерно 120 см.
Для решения этой задачи, мы можем использовать закон Гука для упругих деформаций пружины:
F = k * x,
где F - сила, действующая на пружину, k - коэффициент жесткости пружины, x - деформация пружины.
Так как сила тяжести на груз равна его массе умноженной на ускорение свободного падения (F = m*g), а ускорение свободного падения на поверхности Земли равно примерно 9,81 м/c², то можем записать:
F = m*g,
где m - масса груза, g - ускорение свободного падения.
Исходя из того, что пружина растягивается при подвешивании груза, можем записать:
kx = mg,
где k - коэффициент жесткости пружины.
Для первого случая (m = 0,3 кг, x = 12 см) получаем:
0,3 9,81 = k12,
k = 0,3*9,81/0,12 ≈ 24,575 Н/м
Теперь найдем пружинное перемещение для второго случая (m = 3 кг, h = 2*R_земля):
F = mg = 39,81 ≈ 29,43 Н,
mg = kx,
x = m*g / k = 29,43 / 24,575 ≈ 1,2 м ≈ 120 см.
Таким образом, пружина растянется на примерно 120 см.