Чтобы решить задачу, мы будем использовать закон Гука, согласно которому удлинение пружины пропорционально приложенной силе. Сила, действующая на пружину, равна весу груза, который она поддерживает, и рассчитывается по формуле:
\[ F = m \cdot g \]
где \( F \) — сила в ньютонах, \( m \) — масса груза в килограммах, а \( g \) — ускорение свободного падения (приблизительно 9.81 м/с²).
Сначала определим силу, действующую на пружину при первом грузе массой 400 грамм (0.4 кг): \[ F_1 = 0.4 \cdot 9.81 \approx 3.924 \text{ Н} \] При этом удлинение пружины составило 2 см (0.02 м).
Теперь найдём жесткость пружины \( k \) по формуле: \[ k = \frac{F}{\Delta x} \] Подставим известные значения: \[ k = \frac{3.924}{0.02} \approx 196.2 \text{ Н/м} \]
Теперь рассчитаем силу, действующую на пружину при грузе массой 300 грамм (0.3 кг): \[ F_2 = 0.3 \cdot 9.81 \approx 2.943 \text{ Н} \]
Найдем новое удлинение пружины \( \Delta x_2 \) при этой силе: \[ \Delta x_2 = \frac{F_2}{k} = \frac{2.943}{196.2} \approx 0.015 \text{ м} = 1.5 \text{ см} \]
Таким образом, при подвешивании груза массой 300 грамм пружина удлинится на 1.5 сантиметра.
