Чтобы понять, как рассчитать силу упругости, действующую на металлический стержень, давайте разберем задачу по шагам.
Шаг 1: Определение данных задачи
Имеем следующие данные:
- Начальная длина стержня (L₀) = 3 м
- Конечная длина стержня (L) = 3,5 м
- Коэффициент жесткости стержня (k) = 300 Н/м
Шаг 2: Рассчитаем удлинение стержня
Удлинение стержня (ΔL) можно найти по формуле:
\[ \Delta L = L - L_0 \]
Подставим значения:
\[ \Delta L = 3,5 \, \text{м} - 3 \, \text{м} = 0,5 \, \text{м} \]
Шаг 3: Применение закона Гука
Сила упругости (F) в стержне, в соответствии с законом Гука, определяется формулой:
\[ F = k \cdot \Delta L \]
Где:
- \(F\) — сила упругости,
- \(k\) — коэффициент жесткости,
- \(\Delta L\) — удлинение.
Шаг 4: Подставим известные значения в формулу
Теперь можем подставить наши найденные значения в формулу:
\[ F = 300 \, \text{Н/м} \cdot 0,5 \, \text{м} \]
Шаг 5: Рассчитаем силу упругости
Теперь выполним вычисление:
\[ F = 300 \cdot 0,5 = 150 \, \text{Н} \]
Ответ
Сила упругости, действующая на стержень, составляет 150 Н.
Таким образом, при удлинении стержня на 0,5 метра под действием силы упругости, мы получаем силу в 150 Н.