Для определения жесткости пружины (к) пружинных весов можно использовать закон Гука, который гласит, что сила, приложенная к пружине, пропорциональна её удлинению. Формула выглядит так:
\[ F = k \cdot x \]
где:
- \( F \) — сила, приложенная к пружине (в нашем случае это сила тяжести, действующая на пакет с картошкой),
- \( k \) — жесткость пружины,
- \( x \) — удлинение пружины (в данном случае на 0,05 м).
Сначала найдем силу тяжести, действующую на пакет. Для этого используем формулу:
\[ F = m \cdot g \]
где:
- \( m = 4 \) кг — масса пакета,
- \( g = 10 \) Н/кг — ускорение свободного падения.
Теперь подставим значения в формулу для силы:
\[ F = 4 \, \text{кг} \cdot 10 \, \text{Н/кг} = 40 \, \text{Н} \]
Теперь, имея силу \( F \) и удлинение \( x \), можем найти жесткость пружины:
\[ k = \frac{F}{x} = \frac{40 \, \text{Н}}{0,05 \, \text{м}} \]
Выполним расчет:
\[ k = \frac{40}{0,05} = 800 \, \text{Н/м} \]
Таким образом, жесткость пружины составляет \( 800 \, \text{Н/м} \).