Сила Упругости

Задание №2. Динамика

№2. Задание 2

ID: 00019046

К системе из кубика массой $$1$$ кг и двух пружин приложена постоянная горизонтальная сила $$F$$ (см. рис.). Система покоится. Между кубиком и опорой трения нет. Левый край первой пружины прикреплён к стенке. Жёсткость первой пружины $$k_1=300$$ Н/м. Жёсткость второй пружины $$k_2=600$$ Н/м. Удлинение второй пружины равно $$2$$ см.

Чему равен модуль силы $$F$$ ?

Ответ дайте в ньютонах.

Рисунок к заданию 2 ЕГЭ по физике — Сила Упругости

Источник: ФИПИ

Решение

Сила $\vec F$ приложена к свободному (правому) концу второй пружины, и в условии дано удлинение именно этой пружины. Этого достаточно.

Пружина растянута на $$x_2$$ , значит, по закону Гука в ней возникла сила упругости $$k_2x_2$$ . Правый конец пружины покоится: внешняя сила $$F$$ тянет его вправо, сила упругости — влево, и они уравновешивают друг друга: $$$F=k_2x_2$$$

Переводим удлинение в метры ( $2\ \text{см}=0{,}02\ \text{м}$ ) и считаем: $F=600\cdot 0{,}02=12\ \text{Н}$

В условии есть лишние данные. Масса кубика не нужна, потому что система покоится. Жёсткость первой пружины понадобилась бы, только если бы спросили про её удлинение: кубик неподвижен, значит, первая пружина тянет его с той же силой $$12$$ Н и растянута на $\dfrac{12}{300}=0{,}04$ м.

Ответ

Видеоразбор

Другие задания по теме «Сила Упругости» (8)