На рисунке изображена система с блоками и рычагом, которые считаются невесомыми и не имеют трения в осях и опоре C. Пружины также считаются невесомыми, а нити - нерастяжимыми и невесомыми. Участки нитей, не прикрепленные к блокам, вертикальны. Известно, что коэффициент k = 30 Н/м и масса m = 120 г. Считается, что ускорение свободного падения g = 10 Н/кг. Найдите удлинение левой и правой пружин, если рычаг находится в горизонтальном положении под воздействием внешней силы. Запишите ответ в миллиметрах, округлив до целых чисел.
Удлинение левой пружины:
Удлинение правой пружины:
Будет ли нарушено равновесие, если отпустить рычаг?
Да
Нет
В какой точке (A, B или C) следует подвесить груз массой M, чтобы достигнуть равновесия?
Удлинение левой пружины:
Удлинение правой пружины:
Будет ли нарушено равновесие, если отпустить рычаг?
Да
Нет
В какой точке (A, B или C) следует подвесить груз массой M, чтобы достигнуть равновесия?
Смурфик
Хорошо, чтобы найти удлинение левой и правой пружины, мы можем использовать закон Гука:
\[F = k \cdot \Delta L,\]
где \(F\) - сила, \(k\) - коэффициент упругости пружины, \(\Delta L\) - изменение длины пружины.
Начнем с левой пружины. Масса \(m\) равна 120 г, что соответствует 0,12 кг.
Поскольку ускорение свободного падения \(g\) равно 10 Н/кг, масса \(m\) будет испытывать силу тяжести:
\[F_{\text{тяж}} = m \cdot g.\]
Под действием этой силы, левая пружина будет удлиняться. Обозначим удлинение левой пружины как \(\Delta L_{\text{л}}\). Тогда применяя закон Гука для левой пружины:
\[F_{\text{тяж}} = k \cdot \Delta L_{\text{л}}.\]
Решая уравнение относительно \(\Delta L_{\text{л}}\), получим:
\[\Delta L_{\text{л}} = \frac{{F_{\text{тяж}}}}{{k}}.\]
Подставляя числовые значения, получаем:
\[\Delta L_{\text{л}} = \frac{{0,12 \, \text{кг} \cdot 10 \, \text{Н/кг}}}{30 \, \text{Н/м}}.\]
Выполняя расчет, получаем:
\[\Delta L_{\text{л}} \approx 0,04 \, \text{м}.\]
Однако, нам нужно записать ответ в миллиметрах и округлить до целого числа. Переведем ответ в миллиметры, учитывая, что 1 метр равен 1000 миллиметрам:
\[\Delta L_{\text{л}} \approx 0,04 \, \text{м} \cdot 1000 \, \text{мм/м}.\]
Выполняя дополнительные вычисления, получаем:
\[\Delta L_{\text{л}} \approx 40 \, \text{мм}.\]
Таким образом, удлинение левой пружины равно 40 мм.
Теперь рассмотрим правую пружину. По аналогии с предыдущими шагами, мы можем записать уравнение:
\[F_{\text{тяж}} = k \cdot \Delta L_{\text{пр}}.\]
Решая относительно \(\Delta L_{\text{пр}}\), получим:
\[\Delta L_{\text{пр}} = \frac{{F_{\text{тяж}}}}{{k}}.\]
Подставляя числовые значения и вычисляя, получаем:
\[\Delta L_{\text{пр}} \approx 0,12 \, \text{кг} \cdot 10 \, \text{Н/кг} \, \div 30 \, \text{Н/м} \approx 0,04 \, \text{м}.\]
Переведем ответ в миллиметры, учитывая, что 1 метр равен 1000 миллиметрам:
\[\Delta L_{\text{пр}} \approx 0,04 \, \text{м} \cdot 1000 \, \text{мм/м} \approx 40 \, \text{мм}.\]
Таким образом, удлинение правой пружины также равно 40 мм.
\[F = k \cdot \Delta L,\]
где \(F\) - сила, \(k\) - коэффициент упругости пружины, \(\Delta L\) - изменение длины пружины.
Начнем с левой пружины. Масса \(m\) равна 120 г, что соответствует 0,12 кг.
Поскольку ускорение свободного падения \(g\) равно 10 Н/кг, масса \(m\) будет испытывать силу тяжести:
\[F_{\text{тяж}} = m \cdot g.\]
Под действием этой силы, левая пружина будет удлиняться. Обозначим удлинение левой пружины как \(\Delta L_{\text{л}}\). Тогда применяя закон Гука для левой пружины:
\[F_{\text{тяж}} = k \cdot \Delta L_{\text{л}}.\]
Решая уравнение относительно \(\Delta L_{\text{л}}\), получим:
\[\Delta L_{\text{л}} = \frac{{F_{\text{тяж}}}}{{k}}.\]
Подставляя числовые значения, получаем:
\[\Delta L_{\text{л}} = \frac{{0,12 \, \text{кг} \cdot 10 \, \text{Н/кг}}}{30 \, \text{Н/м}}.\]
Выполняя расчет, получаем:
\[\Delta L_{\text{л}} \approx 0,04 \, \text{м}.\]
Однако, нам нужно записать ответ в миллиметрах и округлить до целого числа. Переведем ответ в миллиметры, учитывая, что 1 метр равен 1000 миллиметрам:
\[\Delta L_{\text{л}} \approx 0,04 \, \text{м} \cdot 1000 \, \text{мм/м}.\]
Выполняя дополнительные вычисления, получаем:
\[\Delta L_{\text{л}} \approx 40 \, \text{мм}.\]
Таким образом, удлинение левой пружины равно 40 мм.
Теперь рассмотрим правую пружину. По аналогии с предыдущими шагами, мы можем записать уравнение:
\[F_{\text{тяж}} = k \cdot \Delta L_{\text{пр}}.\]
Решая относительно \(\Delta L_{\text{пр}}\), получим:
\[\Delta L_{\text{пр}} = \frac{{F_{\text{тяж}}}}{{k}}.\]
Подставляя числовые значения и вычисляя, получаем:
\[\Delta L_{\text{пр}} \approx 0,12 \, \text{кг} \cdot 10 \, \text{Н/кг} \, \div 30 \, \text{Н/м} \approx 0,04 \, \text{м}.\]
Переведем ответ в миллиметры, учитывая, что 1 метр равен 1000 миллиметрам:
\[\Delta L_{\text{пр}} \approx 0,04 \, \text{м} \cdot 1000 \, \text{мм/м} \approx 40 \, \text{мм}.\]
Таким образом, удлинение правой пружины также равно 40 мм.
Знаешь ответ?