Чтобы найти массу груза, который необходимо повесить на пружину, нужно использовать закон Гука, который гласит, что сила, действующая на пружину, пропорциональна её удлинению. Формула, описывающая это, выглядит следующим образом:
\[ F = k \cdot x \]
где:
- \( F \) — сила (в Ньютонах),
- \( k \) — жесткость пружины (в Н/м),
- \( x \) — удлинение пружины (в метрах).
В данном случае:
Жесткость пружины \( k = 0.3 \) Н/см. Преобразуем это в Н/м. Для этого нужно умножить на 100, так как 1 см = 0.01 м:
\[ k = 0.3 \, \text{Н/см} = 0.3 \times 100 = 30 \, \text{Н/м} \]
Удлинение \( x = 7.5 \) см. Переходим в метры:
\[ x = 7.5 \, \text{см} = 7.5 \times 0.01 = 0.075 \, \text{м} \]
Теперь мы можем подставить значения в формулу:
\[ F = 30 \, \text{Н/м} \times 0.075 \, \text{м} = 2.25 \, \text{Н} \]
Сила, действующая на пружину, равна весу груза, который мы можем выразить формулой:
\[ F = m \cdot g \]
где:
- \( m \) — масса груза (в кг),
- \( g \) — ускорение свободного падения, примерно равное \( 9.81 \, \text{м/с}^2 \).
Теперь подставляем силу:
\[ 2.25 \, \text{Н} = m \cdot 9.81 \, \text{м/с}^2 \]
Решим уравнение относительно массы \( m \):
\[ m = \frac{2.25}{9.81} \]
Выполнив деление, получаем:
\[ m \approx 0.229 \, \text{кг} \]
Итак, масса груза, который необходимо повесить на пружину, составляет приблизительно 0.229 кг.