Чтобы решить задачу, нужно использовать закон Гука, который связывает силу, приложенную к пружине, с её деформацией (проседанием). Формула выглядит следующим образом:
[ F = k \cdot x, ]
где:
- ( F ) — сила, приложенная к пружине (в Ньютонах),
- ( k ) — жёсткость пружины (в Н/м),
- ( x ) — деформация пружины (в метрах).
Шаг 1: Определим силу, действующую на пружины
Сначала найдем силу, действующую на прицеп. Это будет вес картошки, который можно вычислить по формуле:
[ F = m \cdot g, ]
где:
- ( m = 600 ) кг — масса картошки,
- ( g \approx 9.81 , \text{м/с}^2 ) — ускорение свободного падения.
Подставим известные значения:
[ F = 600 , \text{кг} \cdot 9.81 , \text{м/с}^2 = 5886 , \text{Н}. ]
Шаг 2: Рассчитаем, какая часть силы действует на каждую пружину
Сила распределяется между двумя пружинами:
[ F_{\text{пружина}} = \frac{F}{2} = \frac{5886 , \text{Н}}{2} = 2943 , \text{Н}. ]
Шаг 3: Запишем деформацию
Также нам известна деформация (проседание) — это ( x = 0.12 ) м.
Шаг 4: Подставим значения в уравнение закона Гука
Теперь мы можем найти жёсткость одной пружины:
[ k = \frac{F_{\text{пружина}}}{x} = \frac{2943 , \text{Н}}{0.12 , \text{м}}. ]
Шаг 5: Проведем расчёты
Подсчитаем:
[ k = \frac{2943}{0.12} \approx 24525 , \text{Н/м}. ]
Ответ
Таким образом, жёсткость одной пружины подвески прицепа составляет приблизительно 24525 Н/м.