Question

Кулю підвісили до пружини, довжина якої при цьому збільшилась на 15 см. Зробіть рисунок і знайдіть силу тяжіння, яка діє на кулю, якщо коефіцієнт жорсткості пружини дорівнює 400 Н/м.ё

Answer 1

Для розв'язання задачі скористаємося законом Гука, який говорить, що сила, яка діє на пружину, пропорційна її подовженню:

F = k * x,

де F - сила, k - коефіцієнт жорсткості пружини, x - подовження пружини.

З рисунку видно, що сила тяжіння діє вертикально вниз і збігається за напрямком з силою, яку створює пружина. Отже, за другим законом Ньютона, сума сил, що діють на кулю, дорівнює нулю:

Fтяж + Fпруж = 0,

де Fтяж - сила тяжіння, Fпруж - сила, яку створює пружина.

Звідси отримаємо:

Fтяж = -Fпруж.

Подовження пружини дорівнює різниці між її довжиною після підвішування кулі і початковою довжиною:

x = 15 см = 0,15 м.

Тоді за законом Гука:

Fпруж = k * x = 400 Н/м * 0,15 м = 60 Н.

Звідси отримаємо:

Fтяж = -Fпруж = -60 Н.

Отже, сила тяжіння, яка діє на кулю, дорівнює 60 Н і спрямована вертикально вниз.