задание 2: постройте график зависимости силы упругости от удлинения для пружины с жестокостью 50 Н/м

Цель: Понять, как зависит сила упругости от удлинения у пружины с жесткостью k = 50 Н/м.

Решение

• Закон Хука для упругой пружины: F = -k x, где

  • F — сила упругости (направлена против удлинения),
  • k — жесткость пружины (50 Н/м),
  • x — удлинение пружины (изменение длины: положительное при удлинении, отрицательное при сжатии).

• Подставим k = 50 Н/м: F = -50 x.

• Значения для примера (удлинение x в метрах, сила F в Ньютонах):

  • x = 0.00 м → F = 0 Н
  • x = 0.01 м → F = -0.50 Н
  • x = 0.02 м → F = -1.00 Н
  • x = 0.03 м → F = -1.50 Н
  • x = 0.04 м → F = -2.00 Н
  • x = 0.05 м → F = -2.50 Н
  • x = 0.10 м → F = -5.00 Н

• График:

  • Ось x: удлинение x (м),
  • Ось y: сила упругости F (Н),
  • График — прямая линия, проходящая через начало координат, с углом наклона -50 (то есть F = -50x).
  • Это означает, что при увеличении удлинения в 0.01 м сила увеличивается по модулю на 0.50 Н и направлена обратно к равновесию.

• Промежуточные замечания:

  • Направление F соответствует сопротивлению удлинению: F противодействует изменению длины.
  • Если выписать модуль силы: |F| = 50|x|, график будет V-образной формой с вершиной в начале координат (это график зависимости модуля от x).

Как нарисовать на практике:

• Отметьте ось x (Δl, м) и ось y (F, Н).
• Отметьте точки из таблицы и соедините их прямой линией.
• Убедитесь, что независимо от знака x график проходит через (0,0) и имеет наклон -50.

Кратко: график зависимости силы упругости от удлинения для k = 50 Н/м — это прямая через начало координат с угловым коэффициентом -50, то есть F = -50x. При удлинении 0.02 м сила составляет -1 Н (направлена обратно).