Для решения задачи о деформации пружины под действием груза, используем закон Гука, который описывает, как пружина растягивается в зависимости от приложенной силы. Закон Гука гласит, что сила, приложенная к пружине, пропорциональна её деформации:
\[ F = k \cdot x \]
где:
- \( F \) — сила, приложенная к пружине (в данном случае, вес груза),
- \( k \) — жесткость пружины,
- \( x \) — изменение длины пружины от её исходного состояния (деформация).
Дано:
- Вес груза: \( W_1 = mg \) (где \( m \) — масса груза, \( g \) — ускорение свободного падения).
- Деформация пружины под действием одного груза (\( l_1 \)): 2 см.
- Длина деформированной пружины (\( l_0 \)): 8 см.
Шаг 1: Определим основание задачи
Когда на пружину вешают один груз, её длина увеличивается на 2 см. Это значит, что изначальная длина пружины была:
\[ l_{initial} = l_0 - l_1 = 8\, \text{см} - 2\, \text{см} = 6\, \text{см} \]
Шаг 2: Рассмотрение второго груза
Теперь мы повесим 4 таких груза на пружину. Поскольку пружина линейно реагирует на увеличение нагрузки, если мы увеличим количество грузов в 4 раза, то и деформация тоже увеличится в 4 раза.
Шаг 3: Вычислим общую деформацию
Общая деформация (\( l_2 \)) будет равна:
\[ l_2 = l_0 + 4 \times l_1 \] \[ l_2 = 8\, \text{см} + 4 \times 2\, \text{см} \] \[ l_2 = 8\, \text{см} + 8\, \text{см} \] \[ l_2 = 16\, \text{см} \]
Ответ:
Длина пружины \( l_2 \) после повешения 4 грузов будет равна 16 см.