После сбора урожая Михаил Юрьевич решил перевезти картошку с дачи в гараж. Загрузив клубни в прицеп, он обнаружил, что прицеп просел на 0,1 м. Определите жёсткость одной пружины подвески прицепа, если масса загруженной картошки 300 кг, а нагрузка распределяется между колёсами поровну. Считайте, что колёс (и пружин в подвеске) у прицепа два.
Для решения данной задачи по статике будет использовано уравнение равновесия по вертикали для системы. Формула для определения жёсткости пружины в данном случае будет основана на равенстве суммы сил вертикально направленных, действующих на прицеп, нулю.
Дано:
- Масса загруженной картошки: 300 кг
- Просадка прицепа: 0,1 м
- Колеса прицепа: 2 шт.
1. Для начала найдем силу, действующую на каждое колесо прицепа:
- Сила, действующая на каждое колесо, равна половине массы картошки, так как нагрузка распределена между колесами поровну:
\( F = \frac{300 \, кг}{2} \times 9,8 \, \frac{м}{с^2} = 150 \, кг \times 9,8 \, \frac{м}{с^2} = 1470 \, Н \)
2. Затем найдем жесткость пружины (значение жесткости пружины - это сила, которая нужна для того, чтобы пружина деформировалась на 1 метр):
- Сумма сил, действующих на прицеп (равновесие) равна 0:
\( 2F - 2k \times 0,1 \, м = 0 \)
\( 2 \times 1470 \, Н - 2k \times 0,1 \, м = 0 \)
\( 2940 \, Н - 0,2k = 0 \)
\( 0,2k = 2940 \, Н \)
\( k = \frac{2940 \, Н}{0,2} \)
\( k = 14700 \, Н/м \)
Ответ: Жесткость одной пружины подвески прицепа равна 14700 Н/м.