Сила Упругости — Задание 2 ЕГЭ по физике №00019043

Пружина одним концом закреплена внизу, а за верхний конец её тянет нить, перекинутая через блок. На другом конце нити висит груз. Чем тяжелее груз, тем сильнее нить растягивает пружину. На рисунке показаны два положения: слева — висит только груз $m$, справа — к нему добавили груз массой $3$ кг.

Массу первого груза мы не знаем, поэтому работаем не с полными величинами, а с их изменениями. По закону Гука сила упругости пропорциональна удлинению, значит, и добавочная сила пропорциональна добавочному удлинению: $$\Delta F=k\,\Delta x$$

Добавочная сила — это вес подвешенного груза (блок только меняет направление силы, трения нет): $$\Delta F=m_2g=3\cdot 10=30\ \text{Н}$$

Добавочное удлинение снимаем с рисунка по линейке: на левом рисунке верхний конец пружины находится у отметки $2$ см, на правом — у отметки $3$ см. Значит, $$\Delta x=3-2=1\ \text{см}=0{,}01\ \text{м}$$

Находим жёсткость: $$k=\dfrac{\Delta F}{\Delta x}=\dfrac{30}{0{,}01}=3000\ \text{Н/м}$$