Чтобы определить жёсткость пружины (константу пружины) \( k \), можно использовать закон Гука:
\[ F = k \cdot x \]
где:
- \( F \) — сила, приложенная к пружине (в данном случае - вес гири),
- \( k \) — жёсткость (константа) пружины,
- \( x \) — изменение длины пружины (сжатие или растяжение).
- Определим жёсткость пружины под действием гири массой 50 кг:
Вес гири можно найти по формуле:
\[ F = m \cdot g \]
где \( g \) — ускорение свободного падения (примерно 9.81 м/с²), \( m = 50 \) кг.
Сначала найдём силу:
\[ F = 50 \, \text{кг} \cdot 9.81 \, \text{м/с}^2 = 490.5 \, \text{Н} \]
Пружина сжимается на \( x = 2 \, \text{см} = 0.02 \, \text{м} \).
Теперь подставим значения в закон Гука и найдём жёсткость:
\[ 490.5 = k \cdot 0.02 \]
\[ k = \frac{490.5}{0.02} = 24525 \, \text{Н/м} \]
Таким образом, жёсткость пружины \( k = 24525 \, \text{Н/м} \).
- Определим силу при сжатии пружины на 8 см:
Для пружины, если она сжимается на \( x = 8 \, \text{см} = 0.08 \, \text{м} \), мы можем использовать ту же жёсткость, чтобы найти силу упругости.
\[ F = k \cdot x = 24525 \, \text{Н/м} \cdot 0.08 \, \text{м} \]
\[ F = 1962 \, \text{Н} \]
Таким образом, при сжатии пружины на 8 см возникает сила упругости 1962 Н.