Для определения жёсткости пружины воспользуемся законом Гука, который гласит, что сила упругости (F) пружины пропорциональна её деформации (Δx). Формула для расчёта выглядит следующим образом:
\[ F = k \cdot \Delta x \]
где:
- \( F \) — сила упругости (в ньютонах),
- \( k \) — жёсткость пружины (в ньютонах на метр),
- \( \Delta x \) — изменение длины пружины (в метрах).
Из условия задачи:
- Длина пружины до подвешивания шарика: \( L_1 = 5 \, \text{см} = 0.05 \, \text{м} \)
- Длина пружины после подвешивания шарика: \( L_2 = 10 \, \text{см} = 0.10 \, \text{м} \)
Теперь найдем изменение длины пружины:
\[ \Delta x = L_2 - L_1 = 0.10 \, \text{м} - 0.05 \, \text{м} = 0.05 \, \text{м} \]
Подставим известные значения в формулу:
\[ 5 \, \text{Н} = k \cdot 0.05 \, \text{м} \]
Теперь решим уравнение относительно \( k \):
\[ k = \frac{5 \, \text{Н}}{0.05 \, \text{м}} = 100 \, \text{Н/м} \]
Таким образом, жёсткость пружины составляет \( 100 \, \text{Н/м} \).