Для нахождения жёсткости пружины можно использовать формулу для периодического движения маятника:
\[ T = 2\pi \sqrt{\frac{m}{k}} \]
где:
- \( T \) — период колебаний (время одного полного колебания),
- \( m \) — масса (в вашем случае 1 кг),
- \( k \) — жёсткость пружины.
Сначала найдем период. Если за 30 секунд ПМ совершает 15 колебаний, то период \( T \) можно найти как:
\[ T = \frac{30 \text{ сек}}{15} = 2 \text{ сек} \]
Теперь подставим период в формулу на жёсткость пружины:
\[ T = 2\pi \sqrt{\frac{m}{k}} \] \[ 2 = 2\pi \sqrt{\frac{1}{k}} \]
Теперь мы можем резать обе стороны на \( 2 \):
\[ 1 = \pi \sqrt{\frac{1}{k}} \]
Теперь возведем обе стороны в квадрат:
\[ 1 = \pi^2 \frac{1}{k} \]
Перепишем это уравнение:
\[ k = \pi^2 \]
Теперь подставим значение \( \pi \) (примерно 3.14):
\[ k \approx 3.14^2 \approx 9.86 \text{ Н/м} \]
Таким образом, жёсткость пружины составляет примерно \( 9.86 \text{ Н/м} \).