Чтобы определить жёсткость пружины, воспользуемся законом Гука, который описывает связь между силой упругости, жёсткостью пружины и удлинением. Закон Гука можно записать в следующем виде:
\[ F = k \cdot x \]
где:
- \( F \) — сила упругости (в ньютонах),
- \( k \) — жёсткость пружины (в ньютонах на метр),
- \( x \) — удлинение пружины (в метрах).
Давайте сначала найдем удлинение пружины. Изначальная длина пружины составляет 5 см, а после подвешивания шарика она стала 10 см. Удлинение пружины можно вычислить по формуле:
\[ x = L_{\text{конечная}} - L_{\text{начальная}} \]
Подставим известные значения:
\[ x = 10 \, \text{см} - 5 \, \text{см} = 5 \, \text{см} \]
Теперь преобразуем сантиметры в метры:
\[ x = 5 \, \text{см} = 0.05 \, \text{м} \]
Теперь у нас есть все необходимые данные, чтобы найти жёсткость пружины. Из формулы закона Гука выразим жёсткость \( k \):
\[ k = \frac{F}{x} \]
Подставим известные значения:
\[ k = \frac{5 \, \text{Н}}{0.05 \, \text{м}} \]
Теперь вычислим:
\[ k = 100 \, \text{Н/м} \]
Таким образом, жёсткость пружины составляет \( 100 \, \text{Н/м} \).