Чтобы определить жёсткость пружины, можно использовать закон Гука, который гласит, что сила, действующая на пружину, пропорциональна её деформации. Формула выглядит так:
\[ F = k \cdot x \]
где:
- \( F \) — сила в ньютонах (Н),
- \( k \) — жёсткость пружины (в Н/м),
- \( x \) — деформация пружины (в метрах).
В данной задаче:
- Масса тела \( m = 2 \) кг.
- Деформация пружины \( x = 0,49 \) см = \( 0,0049 \) м (поскольку 1 см = 0,01 м).
- Сила тяжести \( F \) выражается как: \( F = m \cdot g \), где \( g \) — ускорение свободного падения (примерно \( 9,81 \) м/с²).
Сначала рассчитаем силу тяжести:
\[ F = 2 \, \text{кг} \cdot 9,81 \, \text{м/с}² = 19,62 \, \text{Н}. \]
Теперь подставим известные значения в формулу для определения жёсткости пружины \( k \):
\[ k = \frac{F}{x} = \frac{19,62 \, \text{Н}}{0,0049 \, \text{м}}. \]
Теперь выполним деление:
\[ k \approx 4004,08 \, \text{Н/м}. \]
Округляем до целых:
\[ k \approx 4004 \, \text{Н/м} = 4,004 \, \text{кН/м}. \]
Таким образом, жёсткость пружины составляет примерно 4 кН/м.