Global EE

Сила Упругости — Задание 2 ЕГЭ по физике №00041129

Задание №2. Динамика

Сила Упругости

№2. Задание 2

ID: 00041129

К грузу массой $m$ аккуратно подвесили другой груз массой $M$, при этом пружина с жёсткостью 1200 Н/м удлинилась так, как показано на рисунке. Найдите массу $M$. Ускорение свободного падения считать равным 10 м/с². Ответ дайте в кг.

Рисунок к заданию 2 ЕГЭ по физике — Сила Упругости

Источник: ФИПИ

Решение

1. До подвешивания второго груза система «груз и пружина» покоится. На груз действуют две силы, направленные в противоположные стороны: сила тяжести и сила упругости. По второму закону Ньютона:

$mg = F_{\text{упр1}}$

2. После подвешивания второго груза система «два груза и пружина» тоже покоится:

$mg + Mg = F_{\text{упр2}}$

3. По закону Гука сила упругости $F_{\text{упр}} = kx$, где $x$ — удлинение пружины. Подставляем:

$mg = kx_1 \quad (1)$

$mg + Mg = kx_2 \quad (2)$

4. Вычитаем (1) из (2) — неизвестная масса $m$ уходит:

$Mg = k(x_2 - x_1)$

$M = \dfrac{k(x_2 - x_1)}{g}$

5. По линейке разница положений груза $m$ составляет 3 см, то есть $x_2 - x_1 = 0{,}03$ м. Подставляем:

$M = \dfrac{1200 \cdot 0{,}03}{10} = 3{,}6$ кг

Ответ: 3,6

Ответ

3,6