На гладкой наклонной плоскости лежит брусок, соединенный с вершиной плоскости пружиной жесткостью 100 Н/м. На брусок начинает действовать постоянная сила 12 Н, направленная вниз вдоль плоскости. Найдите максимальное смещение (в см) бруска
Для решения данной задачи воспользуемся вторым законом Ньютона: сумма всех сил, действующих на тело, равна произведению его массы на ускорение.
На брусок действуют две силы: сила тяжести (12 Н) и реакция опоры (нормальная сила), которая перпендикулярна плоскости и равна пружинной силе.
Составим уравнение:
12 Н - kx = m * a
Где 12 Н - сила тяжести, k - жесткость пружины (100 Н/м), x - смещение от положения равновесия, m - масса бруска, a - ускорение.
Так как ускорение равно произведению второго закона Ньютона, то можем записать:
12 Н - 100x = m * x'
где x' - вторая производная по времени от x (ускорение).
Так как х и x' это вибрации вокруг положения ровновесия, которое вы достигнете, после того как брусок перестанет двигаться, и будет считаться статическим.
Таким образом, ускорение a = 0, а уравнение принимает вид:
12 Н - 100x = 0
Отсюда находим x = 0.12 м = 12 см.
Итак, максимальное смещение бруска составляет 12 см.
Для решения данной задачи воспользуемся вторым законом Ньютона: сумма всех сил, действующих на тело, равна произведению его массы на ускорение.
На брусок действуют две силы: сила тяжести (12 Н) и реакция опоры (нормальная сила), которая перпендикулярна плоскости и равна пружинной силе.
Составим уравнение:
12 Н - kx = m * a
Где
12 Н - сила тяжести,
k - жесткость пружины (100 Н/м),
x - смещение от положения равновесия,
m - масса бруска,
a - ускорение.
Так как ускорение равно произведению второго закона Ньютона, то можем записать:
12 Н - 100x = m * x'
где x' - вторая производная по времени от x (ускорение).
Так как х и x' это вибрации вокруг положения ровновесия, которое вы достигнете, после того как брусок перестанет двигаться, и будет считаться статическим.
Таким образом, ускорение a = 0, а уравнение принимает вид:
12 Н - 100x = 0
Отсюда находим x = 0.12 м = 12 см.
Итак, максимальное смещение бруска составляет 12 см.