Взвешивая на рынке пакет с картошкой с помощью пружинных весов безмена, тётя Надя увидела что пружина растянулась на 0,01м, а масса пакета содержимым равна 2кг.Определите жёсткость пружины таких весов. Ускорение свободного падения равно 10Н/кг
Для решения данной задачи нам необходимо использовать закон Гука для пружин. Закон Гука гласит, что сила, действующая на пружину, пропорциональна удлинению (или сжатию) пружины. Математически это можно выразить следующим образом:
\[ F = k \cdot x \]
Где:
- \( F \) - сила, действующая на пружину (в Ньютонах),
- \( k \) - жёсткость пружины (в Ньютон/метр),
- \( x \) - удлинение (или сжатие) пружины (в метрах).
Дано:
- \( F = m \cdot g \) (по второму закону Ньютона: сила равна массе, умноженной на ускорение свободного падения),
- \( m = 2 \, \text{кг} = 2 \, \text{кг} \),
- \( g = 10 \, \text{Н/кг} = 10 \, \text{м/с}^2 \),
- Удлинение пружины \( x = 0,01 \, \text{м} = 0,01 \, \text{м} \).
1. Сначала найдем силу, действующую на пружину:
\[ F = m \cdot g = 2 \, \text{кг} \cdot 10 \, \text{м/с}^2 = 20 \, \text{Н} \]
2. Затем фактическую жёсткость пружины:
\[ F = k \cdot x \]
\[ 20 \, \text{Н} = k \cdot 0,01 \, \text{м} \]
3. Решаем уравнение для нахождения жёсткости пружины \( k \):
\[ k = \frac{20 \, \text{Н}}{0,01 \, \text{м}} = 2000 \, \text{Н/м} \]
Таким образом, жёсткость пружины таких весов равна 2000 Н/м.