Сила Упругости

Задание №2. Динамика

№2. Задание 2

ID: 00019042

После того как груз массой $$600$$ г аккуратно отцепили от груза $$m$$ , пружина сжалась так, как показано на рисунке, и система пришла в равновесие. Пренебрегая трением, определите, чему равен коэффициент жёсткости пружины. (Ответ дайте в ньютонах на метр.) Нить считайте невесомой. Ускорение свободного падения принять равным $$10$$ м/с $$^2$$ .

Рисунок к заданию 2 ЕГЭ по физике — Сила Упругости

Источник: ФИПИ

Решение

Идея

Пружина стоит на полу, а её верхний конец через нить и блок тянут вверх грузы, висящие с другой стороны. Чем тяжелее грузы — тем сильнее натянута нить и тем больше пружина растянута. Когда сняли груз $$600$$ г, тяга уменьшилась ровно на его вес, и пружина «осела» (сжалась) на разницу показаний линейки. По закону Гука изменение силы и изменение длины связаны жёсткостью: $\Delta F=k\,\Delta x$ , откуда $k=\dfrac{\Delta F}{\Delta x}$ .

Что видно на рисунке

На левом рисунке (груз $$600$$ г ещё на месте) указатель верхнего конца пружины стоит у отметки $$4$$ см. На правом (груз $$600$$ г сняли) указатель опустился до $$3$$ см. Значит длина пружины изменилась на $\Delta x=4-3=1$ см.

Считаем

Сила натяжения изменилась ровно на вес снятого груза:

$\Delta F=m g=0{,}6\cdot 10=6$ Н.

Изменение деформации в метрах: $\Delta x=1$ см $$=0{,}01$$ м. Тогда

$k=\dfrac{\Delta F}{\Delta x}=\dfrac{6}{0{,}01}=600$ Н/м.

Ответ: 600 Н/м.

Ответ

600

Видеоразбор

Другие задания по теме «Сила Упругости» (8)