Чтобы решить задачу, можно использовать закон Гука, который гласит, что удлинение пружины пропорционально приложенной силе. Сила, которая действует на пружину, при подвешивании груза равна весу этого груза. Вес можно рассчитать по формуле:
\[ F = m \cdot g \]
где:
- \( F \) — сила тяжести (в Ньютонах),
- \( m \) — масса груза (в килограммах),
- \( g \) — ускорение свободного падения (приблизительно \( 9.81 \, \text{м/с}^2 \)).
Для первого груза массой 0,1 кг:
\[ F_1 = 0.1 \, \text{кг} \cdot 9.81 \, \text{м/с}^2 = 0.981 \, \text{Н} \]
Удлинение пружины составило 2.5 см (или 0.025 м). Теперь найдем жесткость пружины \( k \) по формуле:
\[ k = \frac{F_1}{\Delta x_1} \]
где \( \Delta x_1 \) — удлинение пружины при первом груз, то есть 0.025 м:
\[ k = \frac{0.981 \, \text{Н}}{0.025 \, \text{м}} \] \[ k \approx 39.24 \, \text{Н/м} \]
Теперь найдем удлинение пружины для груза массой 0.4 кг:
\[ F_2 = 0.4 \, \text{кг} \cdot 9.81 \, \text{м/с}^2 = 3.924 \, \text{Н} \]
Используем закон Гука для нахождения нового удлинения \( \Delta x_2 \):
\[ F_2 = k \cdot \Delta x_2 \] \[ \Delta x_2 = \frac{F_2}{k} \]
Подставим значения:
\[ \Delta x_2 = \frac{3.924 \, \text{Н}}{39.24 \, \text{Н/м}} \] \[ \Delta x_2 \approx 0.1 \, \text{м} = 10 \, \text{см} \]
Таким образом, удлинение пружины при подвешивании груза массой 0.4 кг составит 10 см.