Пружина прикреплена одним концом к потолку комнаты. К другому её концу (неподвижному относительно Земли) подвесили груз массой 1 кг, под действием которого пружина растянулась на 1 см.
а) Сделайте рисунок, изобразите силы, действующие на пружину со стороны деформирующих её тел, и силы, которые действуют со стороны пружины на деформирующие её тела.
б) Определите коэффициент жёсткости пружины. Для решения задачи используйте следующую схему.
Шаг 1. Решайте задачу, считая систему отсчёта, неподвижную относительно потолка, инерциальной.
Шаг 2. Изобразите на рисунке потолок, прикреплённую к нему пружину, подвешенный груз. Ось X направьте вертикально вверх. Нарисуйте и обозначьте силы, действующие на груз со стороны Земли (силу тяжести) и со стороны пружины (силу упругости). Нарисуйте силу, действующую на пружину со стороны груза.
Шаг 3. Рассмотрите силы, действующие на груз, и запишите для него второй закон Ньютона в выбранной системе отсчёта с учётом того, что груз покоится.
Найдите значение силы тяжести, действующей на груз:
Найдите из второго закона Ньютона значение силы упругости, действующей на груз
Шаг 4, Рассмотрите силу, действующую на пружину со стороны груза. Запишите третий закон Ньютона для сил взаимодействия груза и пружины.
Найдите модуль силы, с которой груз действует на пружину.
Шаг 5. Для определения коэффициента жёсткости пружины воспользуйтесь законом Гука.