Сила Упругости — Задание 2 ЕГЭ по физике №00018894

Картина такая: слева стена, от неё идёт первая пружина, за ней брусок, за бруском вторая пружина, и за её свободный конец тянут с силой $F=5$ Н. Всё покоится. Пока силы не было, пружины не были деформированы и брусок стоял ближе к стене. Нужно понять, на сколько он отъехал, и «вернуть» его обратно. Ось координат направим от стены вдоль пружин — в ту сторону, куда тянет сила.

Шаг 1 — правая пружина. Она лёгкая и покоится, поэтому сила упругости в ней равна приложенной силе $F$. По закону Гука $F=k\,\Delta x_{\text{пр}}$, откуда $$\Delta x_{\text{пр}}=\frac{F}{k}=\frac{5}{100}=0{,}05\ \text{м}=5\ \text{см}$$

Шаг 2 — левая пружина. По условию она растянута в $2$ раза меньше правой: $$\Delta x_{\text{лев}}=\frac{\Delta x_{\text{пр}}}{2}=\frac{5}{2}=2{,}5\ \text{см}$$

Шаг 3 — на сколько сдвинулся брусок. Левый конец левой пружины закреплён на стене и никуда не двигается. Значит, всё её удлинение — это и есть смещение бруска: он отошёл от стены на $2{,}5$ см.

Шаг 4 — прежняя координата. Сейчас середина бруска в точке $10$ см, а до приложения силы она была на $2{,}5$ см ближе к стене: $$x_0=10-2{,}5=7{,}5\ \text{см}$$

Проверим себя. Удлинение правой пружины ($5$ см) в ответ не вошло, и это правильно: оно показывает, на сколько свободный конец правой пружины отошёл от бруска, а не на сколько сдвинулся сам брусок. Масса бруска тоже не понадобилась — брусок покоится на гладкой поверхности, и силы пружин просто уравновешивают друг друга.