Сила Упругости

Задание №2. Динамика

№2. Задание 2

ID: 00048345

К системе из кубика массой $$M=1$$ кг и двух пружин приложена постоянная горизонтальная сила $\vec F$ величиной 12 Н (см. рисунок). Между кубиком и опорой трения нет. Система покоится. Жёсткость первой пружины $$k_1=400$$ Н/м. Жёсткость второй пружины $$k_2=600$$ Н/м. Каково удлинение первой пружины?

Рисунок к заданию 2 ЕГЭ по физике — Сила Упругости

Ответ дайте в см.

Источник: Сборник Демидовой 2019

Решение

На рисунке пружины соединены цепочкой: стенка — первая пружина — кубик — вторая пружина, а сила $$F=12$$ Н приложена к свободному концу второй пружины. Система покоится.

Вторая пружина лёгкая и неподвижная, поэтому она передаёт кубику ту же силу 12 Н, которой тянут её конец.

Кубик покоится, трения нет, значит, первая пружина удерживает его с такой же силой: $$F_1=12$$ Н. Сила одна и та же проходит через всю цепочку — пружины не делят её между собой, как было бы, если бы они держали груз рядом, бок о бок.

Закон Гука для первой пружины: $$F_1=k_1x_1$$ , откуда

$x_1=\dfrac{F_1}{k_1}=\dfrac{12}{400}=0{,}03\ \text{м}=3\ \text{см}$

Проверим себя второй пружиной: через неё идёт та же сила 12 Н, она жёстче, значит, растянута меньше: $\dfrac{12}{600}=0{,}02$ м $$=2$$ см $\lt3$ см.

Ответ

Другие задания по теме «Сила Упругости» (8)