Для решения этой задачи необходимо использовать формулу для расчета конечной длины пружины, учитывая, что масса гират будет вызывать её удлинение.
Начальная длина пружины (л_нач) равна 50 см (0,5 м). Жесткость пружины (k) составляет 20 Н/м, а масса гири (m) - 3 кг.
Сначала находим силу тяжести, действующую на гирю: \[ F = m \cdot g \] где g ≈ 9,81 м/с² (ускорение свободного падения).
Подставим значения: \[ F = 3 \, \text{кг} \cdot 9,81 \, \text{м/с}^2 = 29,43 \, \text{Н} \]
Следующий шаг - вычислить удлинение пружины (Δl) с помощью закона Гука: \[ F = k \cdot \Delta l \] Отсюда: \[ \Delta l = \frac{F}{k} \]
Подставим значения: \[ \Delta l = \frac{29,43 \, \text{Н}}{20 \, \text{Н/м}} = 1,4715 \, \text{м} \]
Теперь можно найти конечную длину пружины (л_конечн): \[ л_конечн = л_нач + \Delta l \] \[ л_конечн = 0,5 \, \text{м} + 1,4715 \, \text{м} = 1,9715 \, \text{м} \]
Таким образом, конечная длина пружины составит приблизительно 1,97 м.