Задание 3 ЕГЭ по физике · задача 453892
|
|
Кубик массой кг, сжатый с боков пружинами
(см. рисунок), покоится на гладком горизонтальном столе. Первая пружина сжата на 4 см, а вторая сжата на 3 см. Жёсткость первой пружины
Н/м. Чему равна жёсткость второй пружины k2?
Показать ответ и разбор
Ответ: 800 Н/м
Разбор
Поскольку кубик покоится, равнодействующая сила, действующая на него, равна нулю.
Силы упругости пружин направлены в противоположные стороны и уравновешивают друг друга:
$k_{1}x_{1} = k_{2}x_{2}$
Подставляем значения (переводим смещения в метры):
$x_{1} = 0,04$ м, $x_{2} = 0,03$ м, $k_{1} = 600$ Н/м.
$600 \cdot 0,04 = k_{2} \cdot 0,03$
$24 = k_{2} \cdot 0,03$
$k_{2} = 800$ Н/м.
Масса кубика и гладкость стола здесь не нужны — они подтверждают, что ускорения нет и трения нет, но для расчёта достаточно условия равновесия.
Силы упругости пружин направлены в противоположные стороны и уравновешивают друг друга:
$k_{1}x_{1} = k_{2}x_{2}$
Подставляем значения (переводим смещения в метры):
$x_{1} = 0,04$ м, $x_{2} = 0,03$ м, $k_{1} = 600$ Н/м.
$600 \cdot 0,04 = k_{2} \cdot 0,03$
$24 = k_{2} \cdot 0,03$
$k_{2} = 800$ Н/м.
Масса кубика и гладкость стола здесь не нужны — они подтверждают, что ускорения нет и трения нет, но для расчёта достаточно условия равновесия.