К пружине подвешен груз массой 200 г. Груз поднимают до такой высоты, чтобы пружина стала недеформированной, и отпускают без толчка. Груз начинает совершать вертикальные колебания на пружине, отклоняясь вверх и вниз от положения равновесия на равные расстояния. Чему равен вес груза:
а)  в момент, когда груз отпустили?
б)  при прохождении положения равновесия?
в)  при максимальном растяжении пружины?
от

1 Ответ

Решение:
а) В момент, когда груз отпустили:

В этот момент груз находится в состоянии покоя, пружина недеформирована, следовательно, сила упругости пружины равна 0. Единственная сила, действующая на груз - это сила тяжести (вес).

Вес груза:

P = mg = 0,2 кг * 9,8 м/с² = 1,96 Н

б) При прохождении положения равновесия:

В положении равновесия сила упругости пружины уравновешивает силу тяжести груза.
Следовательно, вес груза в этом положении равен силе упругости пружины, которая в свою очередь равна силе тяжести.

Вес груза: P = 1,96 Н

в) При максимальном растяжении пружины:

В момент максимального растяжения пружины скорость груза равна 0, а ускорение направлено вверх (к положению равновесия).

В этот момент сила упругости пружины максимальна, и она направлена вверх, противодействуя силе тяжести.

Следовательно, вес груза в этом положении будет равен сумме силы тяжести и силы упругости пружины.

Вес груза: P = mg + Fупр = 1,96 Н + Fупр

Точное значение силы упругости пружины в этом положении зависит от жесткости пружины, которую нам не дали в условии задачи.

Ответ:
а) Вес груза в момент, когда его отпустили: 1,96 Н б) Вес груза при прохождении положения равновесия: 1,96 Н в) Вес груза при максимальном растяжении пружины: 1,96 Н + Fупр (где Fупр - сила упругости пружины).
от