Чтобы определить длину растянутой пружины, необходимо использовать закон Гука, который гласит, что сила, с которой пружина деформируется, пропорциональна её удлинению. Формула выглядит следующим образом:
\[ F = k \cdot x \]
где:
- \( F \) — сила, приложенная к пружине (в Ньютонах),
- \( k \) — жесткость пружины (в Н/м),
- \( x \) — удлинение пружины (в метрах).
Сначала найдем силу \( F \), которую создаёт груз. Она равна весу груза:
\[ F = m \cdot g \]
где:
- \( m = 1.5 \, \text{кг} \) — масса груза,
- \( g \approx 9.81 \, \text{м/с}^2 \) — ускорение свободного падения.
Подставим значения:
\[ F = 1.5 \, \text{кг} \cdot 9.81 \, \text{м/с}^2 \approx 14.715 \, \text{Н} \]
Теперь используем закон Гука для нахождения удлинения пружины \( x \):
\[ x = \frac{F}{k} = \frac{14.715 \, \text{Н}}{196 \, \text{Н/м}} \approx 0.075 \, \text{м} \]
Теперь определим общую длину растянутой пружины. Она равна сумме длины пружины в недеформированном состоянии и удлинения:
\[ L = L_0 + x = 0.25 \, \text{м} + 0.075 \, \text{м} = 0.325 \, \text{м} \]
Таким образом, длина растянутой пружины составляет 0,325 метров.