Какова жёсткость резинового жгутика, который удлиняется с 37 см до 90 см, если на него подвешен груз массой 100 г, и
Разъяснение:
Для решения данной задачи, мы будем использовать закон Гука. Закон Гука описывает связь между удлинением пружины (или жгутика) под действием силы и его жесткостью.
Жесткость резинового жгутика можно определить, используя формулу:
k = (F * L) / ΔL,
где k — жесткость жгутика, F — сила, действующая на жгутик, L — исходная длина жгутика, ΔL — изменение длины жгутика.
В нашей задаче, масса груза составляет 100 г, что эквивалентно 0.1 кг.
Сила, действующая на жгутик, может быть найдена, используя формулу:
F = m * g,
где F — сила, m — масса груза, g — ускорение свободного падения (принимаем g примерно равным 9.8 м/с^2).
Теперь мы можем использовать полученные значения в формуле для определения жесткости жгутика:
k = (F * L) / ΔL.
Чтобы определить период колебаний жгутика, мы можем воспользоваться формулой:
T = 2π * sqrt(m/k),
где T — период колебаний, m — масса груза, k — жесткость жгутика.
Пример использования:
Для данной задачи, масса груза составляет 100 г (0.1 кг), исходная длина жгутика равна 37 см (0.37 м), а конечная длина равна 90 см (0.9 м).
Чтобы определить жесткость жгутика, мы сначала найдем силу, действующую на жгутик:
F = m * g = 0.1 * 9.8 = 0.98 Н.
Затем мы можем использовать эту информацию, чтобы найти жесткость жгутика:
k = (F * L) / ΔL = (0.98 * 0.37) / (0.9 — 0.37) ≈ 1.92 Н/м.
И, наконец, чтобы определить период колебаний жгутика:
T = 2π * sqrt(m/k) = 2π * sqrt(0.1 / 1.92) ≈ 0.92 сек.
Совет:
Для лучшего понимания данной темы, рекомендуется прочитать уроки об упругой деформации и законе Гука, а также изучить примеры и применения этого закона.
Упражнение:
У резинового жгутика, исходная длина которого 60 см, подвешен груз, сила которого равна 75 Н, и он удлиняется до 80 см. Какова жесткость жгутика? Ответ представьте в Н/м.