Чтобы определить удлинение пружины в состоянии равновесия, используем закон Гука, который гласит, что сила, приложенная к пружине, пропорциональна ее удлинению:
\[ F = k \cdot x \]
где:
- \( F \) – сила, действующая на пружину,
- \( k \) – коэффициент жесткости пружины,
- \( x \) – удлинение пружины.
В данном случае сила, действующая на пружину, равна весу стержня:
\[ F = m \cdot g \]
где:
- \( m = 200 \) г \( = 0.2 \) кг (преобразуем в килограммы),
- \( g = 10 \) м/с².
Теперь вычислим силу:
\[ F = 0.2 \, \text{кг} \cdot 10 \, \text{м/с}^2 = 2 \, \text{Н} \]
Теперь подставим значение силы в уравнение для пружины:
\[ 2 \, \text{Н} = 100 \, \text{Н/м} \cdot x \]
Теперь найдем удлинение \( x \):
\[ x = \frac{2 \, \text{Н}}{100 \, \text{Н/м}} = 0.02 \, \text{м} = 2 \, \text{см} \]
Таким образом, удлинение пружины в состоянии равновесия составляет 2 см.