Чтобы определить жесткость пружины, воспользуемся законом Гука, который гласит, что сила \(F\), действующая на пружину, пропорциональна её удлинению \(x\):
\[ F = k \cdot x \]
где:
- \(F\) — сила, превышающая вес груза,
- \(k\) — жесткость пружины,
- \(x\) — удлинение пружины.
- Сначала найдем удлинение пружины \(x\):
- Исходная длина пружины: 50 см
- Длина пружины с грузом: 85 см
Удлинение \(x\) будет равно:
\[ x = 85 \, \text{см} - 50 \, \text{см} = 35 \, \text{см} = 0.35 \, \text{м} \]
- Теперь найдём силу \(F\), которая равна весу груза:
\[ F = m \cdot g \]
где:
- \(m\) — масса груза (14 кг),
- \(g\) — ускорение свободного падения (примерно 9.81 м/с²).
Подставляем значения:
\[ F = 14 \, \text{кг} \cdot 9.81 \, \text{м/с}^2 = 137.34 \, \text{Н} \]
- Подставляем все известные величины в закон Гука:
\[ 137.34 \, \text{Н} = k \cdot 0.35 \, \text{м} \]
- Находим \(k\):
\[ k = \frac{137.34}{0.35} \]
\[ k \approx 392.4 \, \text{Н/м} \]
Таким образом, жесткость пружины составляет приблизительно 392.4 Н/м.