Чтобы определить жесткость пружины, можно использовать формулу для периода колебаний маятника, который движется на пружине:
\[ T = 2\pi\sqrt{\frac{m}{k}} \]
где:
- \( T \) — период колебаний,
- \( m \) — масса груза,
- \( k \) — жесткость пружины.
В данной задаче известны период колебаний \( T = 5 \) с и масса \( m = 127 \) г (это 0.127 кг, если перевести в килограммы).
Первым шагом будет подставить известные значения в формулу и выразить \( k \):
\[ 5 = 2 \cdot 3.14 \cdot \sqrt{\frac{0.127}{k}} \]
Теперь упростим уравнение и найдем \( k \).
- Разделим обе стороны уравнения на \( 2 \cdot 3.14 \):
\[ \frac{5}{2 \cdot 3.14} = \sqrt{\frac{0.127}{k}} \]
- Посчитаем:
\[ \frac{5}{6.28} \approx 0.7976 \]
- Возведем обе стороны в квадрат:
\[ (0.7976)^2 = \frac{0.127}{k} \]
- Вычислим \( (0.7976)^2 \):
\[ 0.6362 \approx \frac{0.127}{k} \]
- Теперь выразим \( k \):
\[ k = \frac{0.127}{0.6362} \]
- Посчитаем \( k \):
\[ k \approx 0.199 \, \text{Н/м} \]
Таким образом, жесткость пружины составляет примерно 0.199 Н/м.
