Для решения задачи давайте начнем с анализа сил, действующих на деревянный брусок.
Сила тяжести: Масса бруска \( m = 4 \, \text{кг} \). Сила тяжести \( F_g = m \cdot g \), где \( g = 9.81 \, \text{м/с}^2 \): \[ F_g = 4 \, \text{кг} \cdot 9.81 \, \text{м/с}^2 = 39.24 \, \text{Н} \]
Сила нормальной реакции: Поскольку брусок находится на горизонтальной поверхности, сила нормальной реакции \( N \) равна силе тяжести: \[ N = 39.24 \, \text{Н} \]
Сила трения: Коэффициент трения \( \mu = 0.4 \). Сила трения \( F_f = \mu \cdot N \): \[ F_f = 0.4 \cdot 39.24 \, \text{Н} = 15.696 \, \text{Н} \]
Равноаппозитные силы: Брусок движется с постоянной скоростью, следовательно, сила, действующая на брусок со стороны пружины, уравновешивает силу трения: \[ F_{пружины} = F_f = 15.696 \, \text{Н} \]
Закон Гука: Сила в пружине выражается через её жесткость и удлинение \( x \): \[ F_{пружины} = k \cdot x \] где \( k = 200 \, \text{Н/м} \).
Подставим известные значения: \[ 15.696 \, \text{Н} = 200 \, \text{Н/м} \cdot x \]
Решим для \( x \): \[ x = \frac{15.696}{200} = 0.07848 \, \text{м} \approx 0.0785 \, \text{м} = 7.85 \, \text{см} \]
Таким образом, удлинение пружины составляет примерно 7.85 см.