Задание 2 ЕГЭ по физике: К системе из кубика массой 2 кг и двух невесомых пружин…

На рисунке видно: кубик M стоит между двумя пружинами. Левая пружина жёсткостью k_{1} одним концом закреплена на стене, а другим — на кубике. Правая пружина жёсткостью k_{2} одним концом прикреплена к кубику, а к её свободному правому концу приложена сила \vec{F}, направленная вправо. Опора без трения, вся система покоится.

Пружины невесомые — это значит, что сила упругости в любой точке такой пружины одна и та же: сколько тянут за один её конец, столько же передаётся и на другой. Поэтому сила F, приложенная к свободному концу второй пружины, равна силе упругости самой этой пружины: F=F_{упр2}.

Силу упругости растянутой пружины даёт закон Гука: F_{упр}=kx, где x — удлинение. Для второй пружины удлинение известно — x_{2}=2 см =0{,}02 м, а жёсткость k_{2}=800\ \text{Н/м}.

Тогда F=k_{2}x_{2}=800\cdot0{,}02=16 Н.

Масса кубика и жёсткость первой пружины k_{1} для этого вычисления не понадобились — это данные-довесок, по которым можно было бы, например, найти удлинение первой пружины (сила в ней та же — 16 Н, ведь кубик в равновесии), но саму силу F они не меняют: она целиком определяется тем, что происходит на конце второй пружины.

Проверка: 16 Н — разумная сила, чтобы растянуть пружину жёсткостью 800 Н/м на 2 см, всё сходится.