Дано: k = 50 Н/м, m = 100 г = 0,1 кг.
а) Найти удлинение пружины, когда груз находится в равновесии:
При равновесии сила упругости пружины равна силе тяжести груза: k∆x = mg, где ∆x - удлинение пружины.
∆x = mg / k = 0,1 * 9,8 / 50 = 0,0196 м = 1,96 см.
б) Найти наибольшую возможную амплитуду гармонических колебаний груза:
Наибольшая амплитуда колебаний равна удлинению пружины в положении равновесия, то есть 1,96 см.
в) Найти наибольшую силу натяжения нити при гармонических колебаниях с наибольшей возможной амплитудой:
Наибольшая сила натяжения нити равна сумме силы тяжести и силы упругости пружины в этом положении. Сила тяжести равна mg = 0,1 * 9,8 = 0,98 Н.
Сила упругости в этом положении также равна k∆x = 50 * 0,0196 = 0,98 Н.
Итак, наибольшая сила натяжения нити будет равна сумме: 0,98 + 0,98 = 1,96 Н.
Ответ:
а) Удлинение пружины, когда груз находится в равновесии, равно 1,96 см.
б) Наибольшая возможная амплитуда гармонических колебаний груза равна 1,96 см.
в) Наибольшая сила натяжения нити при гармонических колебаниях с наибольшей возможной амплитудой равна 1,96 Н.