дано:
1. m = 400 г = 0.4 кг (масса шара).
2. k = 200 Н/м (жёсткость пружины).
3. delta_l = 3 см = 0.03 м (удлинение пружины от положения равновесия).
найти:
а) Ускорение шара в начальный момент и его направление.
б) Вес шара в начальный момент.
в) Вес шара в момент прохождения положения равновесия.
решение:
а) Ускорение шара в начальный момент определяется по закону Гука:
F_s = k * delta_l = 200 * 0.03 = 6 Н.
Сила упругости направлена вверх, а вес шара направлен вниз:
F_g = m * g = 0.4 * 9.81 ≈ 3.924 Н.
Суммарная сила на шар:
F_net = F_s - F_g = 6 - 3.924 = 2.076 Н (направлена вверх).
Ускорение шара:
a = F_net / m = 2.076 / 0.4 ≈ 5.19 м/с² (направлено вверх).
б) Вес шара в начальный момент равен:
F_g = m * g = 0.4 * 9.81 ≈ 3.924 Н.
в) В момент прохождения положения равновесия:
В этом положении вся сила упругости уравновешивается весом шара, поэтому:
F_s = F_g = m * g = 3.924 Н.
ответ:
а) Ускорение шара равно 5.19 м/с², направлено вверх.
б) Вес шара в начальный момент составляет 3.924 Н.
в) Вес шара в момент прохождения положения равновесия равен 3.924 Н.