Вопрос задан 27.03.2025 в 11:55. Предмет Физика. Спрашивает Лосева Анастасия.

К пружине жесткостью 400 Н/м подвешивают груз массой 200 г в результате чего пружина ратягивается . Какова кратность перегрузки для груза в момент когда удлинение пружины равно 2 см

Перейти к ответам

Ответы на вопрос

Отвечает Сенин Слава.

Для решения задачи, нужно рассчитать перегрузку (или ускорение), которое испытывает груз в момент, когда удлинение пружины составляет 2 см.

Шаг 1. Определение силы, действующей на груз

Пружина деформируется под действием силы, которая связана с её жесткостью (константой упругости) и удлинением. Закон Гука описывает это следующим образом:

F=kΔxF = k \cdot \Delta x

где:

  • FF — сила, действующая на груз (в ньютонах),
  • kk — жесткость пружины (в ньютонах на метр),
  • Δx\Delta x — удлинение пружины (в метрах).

Подставим известные данные:

  • k=400Н/мk = 400 \, \text{Н/м},
  • Δx=2см=0.02м\Delta x = 2 \, \text{см} = 0.02 \, \text{м}.

Тогда сила, действующая на пружину:

F=400Н/м0.02м=8Н.F = 400 \, \text{Н/м} \cdot 0.02 \, \text{м} = 8 \, \text{Н}.

Шаг 2. Масса и ускорение груза

Масса груза m=200г=0.2кгm = 200 \, \text{г} = 0.2 \, \text{кг}.

Сила тяжести, действующая на груз, равна:

Fтяж=mg=0.2кг9.8м/с2=1.96Н.F_{\text{тяж}} = m \cdot g = 0.2 \, \text{кг} \cdot 9.8 \, \text{м/с}^2 = 1.96 \, \text{Н}.

Теперь, чтобы найти ускорение груза, учитываем, что на него действует сила, которая определяется упругостью пружины, а также сила тяжести. При этом результирующая сила будет направлена вверх (в сторону сжатия пружины), а сила тяжести — вниз.

Результирующая сила Fрез=FFтяжF_{\text{рез}} = F - F_{\text{тяж}}:

Fрез=8Н1.96Н=6.04Н.F_{\text{рез}} = 8 \, \text{Н} - 1.96 \, \text{Н} = 6.04 \, \text{Н}.

Теперь, ускорение груза можно найти из второго закона Ньютона:

a=Fрезm=6.04Н0.2кг=30.2м/с2.a = \frac{F_{\text{рез}}}{m} = \frac{6.04 \, \text{Н}}{0.2 \, \text{кг}} = 30.2 \, \text{м/с}^2.

Шаг 3. Кратность перегрузки

Кратность перегрузки — это отношение ускорения груза к ускорению свободного падения g=9.8м/с2g = 9.8 \, \text{м/с}^2:

Кратность перегрузки=ag=30.2м/с29.8м/с23.08.\text{Кратность перегрузки} = \frac{a}{g} = \frac{30.2 \, \text{м/с}^2}{9.8 \, \text{м/с}^2} \approx 3.08.

Таким образом, кратность перегрузки для груза в момент, когда удлинение пружины равно 2 см, составляет примерно 3.08.

Похожие вопросы

Топ вопросов за вчера в категории Физика

Последние заданные вопросы в категории Физика

Задать вопрос