На какое расстояние от положения равновесия необходимо отвести груз пружинного маятника массой 160 г, чтобы максимальное ускорение было 35 см/с2? Жесткость пружины 0,2 Н/м
от

1 Ответ

Для решения данной задачи, мы можем использовать закон Гука для пружины и уравнение второго закона Ньютона.

Закон Гука гласит, что сила упругости (F) пружины прямо пропорциональна её деформации (x):

F = -kx

где:
F - сила упругости пружины (Н),
k - коэффициент жесткости пружины (Н/м),
x - деформация пружины (м).

Также, ускорение (a) груза связано с силой (F) и массой (m) через уравнение второго закона Ньютона:

F = ma

где:
m - масса груза (кг),
a - ускорение груза (м/с²).

Мы знаем, что максимальное ускорение (a) равно 35 см/с², что можно перевести в метрическую систему:

a = 35 см/с² = 0,35 м/с²

Теперь мы можем найти силу упругости (F) пружины, используя уравнение второго закона Ньютона:

F = ma
F = 0,16 кг * 0,35 м/с²
F = 0,056 Н

Используя закон Гука, мы можем найти деформацию пружины (x):

F = -kx
0,056 Н = -0,2 Н/м * x

Решая уравнение относительно x, получаем:

x = 0,056 Н / (-0,2 Н/м)
x ≈ -0,28 м

Обратите внимание, что отрицательный знак означает, что груз должен быть отклонен в противоположную сторону от положения равновесия. Таким образом, необходимо отвести груз примерно на 0,28 метра от положения равновесия.
от