Чтобы вычислить жесткость пружины в механических напольных весах, можно использовать закон Гука, который описывает связь между силой, действующей на пружину, и её деформацией. Формула закона Гука выглядит следующим образом:
\[ F = k \cdot x \]
где:
- \( F \) — сила, действующая на пружину (в данном случае вес человека),
- \( k \) — жесткость пружины (то, что мы хотим найти),
- \( x \) — деформация пружины (изменение длины, на которое пружина сжалась).
- Вычисляем силу \( F \). Вес человека можно найти по формуле:
\[ F = m \cdot g \]
где:
- \( m = 55 \) кг (масса человека),
- \( g \) — ускорение свободного падения, приблизительно \( 9.81 \, \text{м/с}^2 \).
Таким образом,
\[ F = 55 \, \text{кг} \cdot 9.81 \, \text{м/с}^2 \approx 539.55 \, \text{Н} \]
- Поскольку пружина сдалась на \( x = 2.5 \, \text{мм} \), нужно преобразовать миллиметры в метры:
\[ x = 2.5 \, \text{мм} = 0.0025 \, \text{м} \]
- Теперь подставим значения в формулу закона Гука и найдем жесткость \( k \):
\[ k = \frac{F}{x} = \frac{539.55 \, \text{Н}}{0.0025 \, \text{м}} \approx 215820 \, \text{Н/м} \]
Таким образом, жесткость пружины составляет приблизительно \( 215820 \, \text{Н/м} \).