ID: 00015536
На занятиях кружка по физике Коля решил изучить, как зависит жёсткость лёгкой пружины от количества её витков. Для этого он подвесил к вертикальной пружине груз массой 60 г, а затем, уменьшая число витков пружины, снова подвешивал груз. В таблице представлена зависимость растяжения пружины от количества её витков.
| Количество витков пружины | Растяжение пружины, см |
|---|---|
| 10 | 1 |
| 20 | 2 |
| 30 | 3 |
| 40 | 4 |
| 50 | 5 |
Какой можно сделать вывод о зависимости жёсткости пружины от количества её витков по итогам данного исследования?
Источник: РЕШУ-ВПР
Идея. Груз во всех опытах одинаковый — 60 г, значит он всегда тянет пружину с одной и той же силой (весом). А жёсткость показывает, насколько «упрямая» пружина: чем она жёстче, тем меньше растягивается под одним и тем же грузом.
Посмотри в таблицу: когда витков мало (10), растяжение всего 1 см. Когда витков много (50), та же гиря растягивает пружину уже на 5 см.
Прикинем жёсткость k=\dfrac{F}{x} (вес груза F=mg=0{,}06\cdot 10=0{,}6 Н одинаков):
10\ \text{витков}:\ k=\frac{0{,}6}{0{,}01}=60\ \text{Н/м};\qquad 50\ \text{витков}:\ k=\frac{0{,}6}{0{,}05}=12\ \text{Н/м}.
Видно: чем больше витков — тем меньше жёсткость.
Вывод: с увеличением числа витков жёсткость пружины уменьшается (чем больше витков, тем мягче пружина).
Чем больше витков у пружины, тем меньше её жёсткость. Груз во всех опытах один и тот же (его вес постоянный), а растяжение тем больше, чем больше витков. Значит, с увеличением числа витков пружина растягивается сильнее, то есть становится мягче — её жёсткость уменьшается (растёт обратно пропорционально числу витков).