Динамика. Силы — Задание 2 ЕГЭ по физике №00008975

Система состоит из стенки, пружины 1 (с жёсткостью $k_1$), кубика, пружины 2 (с жёсткостью $k_2$), к свободному концу которой приложена сила $F$.

Шаг 1. II закон Ньютона для кубика.

На кубик действуют по горизонтали: сила упругости от пружины 2 (направлена в одну сторону) и сила упругости от пружины 1 (в другую). Поскольку система покоится, ускорение равно нулю: $$F_{упр,1} = F_{упр,2}$$

Шаг 2. III закон Ньютона / условие равновесия точки приложения силы.

К свободному концу пружины 2 приложена сила $F$. Пружина 2 невесомая и в равновесии, поэтому: $$F = F_{упр,2}$$

Шаг 3. Объединяем.

$$F_{упр,1} = F_{упр,2} = F$$ По закону Гука для пружины 1: $$F_{упр,1} = k_1 \Delta x_1$$ Тогда: $$\Delta x_1 = \frac{F}{k_1} = \frac{9 \text{ Н}}{300 \text{ Н/м}} = 0{,}03 \text{ м} = 3 \text{ см}$$ Заметим: жёсткость второй пружины $k_2$ в этой задаче не понадобилась — это «лишние» данные.