Вопрос задан 22.07.2025 в 13:11. Предмет Физика. Спрашивает Юшкевич Яна.

Пружина под действием груза массой 5 кг совершает 45 колебаний в минуту. Найти коэффициент жесткости пружины.

Перейти к ответам

Ответы на вопрос

Отвечает Назаров Олег.

Для нахождения коэффициента жесткости пружины, нужно использовать формулу для частоты колебаний пружинного маятника:

f=12πkm,f = \frac{1}{2\pi} \sqrt{\frac{k}{m}},

где:

  • ff — частота колебаний (в герцах),

  • kk — коэффициент жесткости пружины (в Н/м),

  • mm — масса груза (в килограммах).

Из условия задачи известно, что масса груза m=5m = 5 кг, а частота колебаний 45 колебаний в минуту. Чтобы перевести частоту в герцы, нужно разделить на 60:

f=4560=0,75 Гц.f = \frac{45}{60} = 0,75 \text{ Гц}.

Теперь можем выразить коэффициент жесткости kk из формулы для частоты:

f=12πkm0,75=12πk5.f = \frac{1}{2\pi} \sqrt{\frac{k}{m}} \quad \Rightarrow \quad 0,75 = \frac{1}{2\pi} \sqrt{\frac{k}{5}}.

Теперь умножим обе стороны уравнения на 2π2\pi:

2π×0,75=k51,5π=k5.2\pi \times 0,75 = \sqrt{\frac{k}{5}} \quad \Rightarrow \quad 1,5\pi = \sqrt{\frac{k}{5}}.

Теперь возведем обе стороны в квадрат, чтобы избавиться от корня:

(1,5π)2=k5.(1,5\pi)^2 = \frac{k}{5}.

Вычислим квадрат 1,5π1,5\pi:

(1,5π)2=2,25π22,25×9,8722,2.(1,5\pi)^2 = 2,25\pi^2 \approx 2,25 \times 9,87 \approx 22,2.

Таким образом:

22,2=k5k=22,2×5=111 Н/м.22,2 = \frac{k}{5} \quad \Rightarrow \quad k = 22,2 \times 5 = 111 \text{ Н/м}.

Ответ: коэффициент жесткости пружины kk составляет примерно 111 Н/м.

Похожие вопросы

Топ вопросов за вчера в категории Физика

Последние заданные вопросы в категории Физика

Задать вопрос