Задание 7

Расчёт физической величины: механические явления · 72 задания

Задание №7
№7
Лёгкий рычаг находится в равновесии под действием двух сил. Сила F 1 = 6 Н. Чему равна сила F 2 , если длина рычага равна 25 см, а плечо силы F 1 равн…
Простые механизмы. Рычаг. КПД
Задание №7
№7
При взвешивании груза в воздухе показание динамометра равно 2 Н. Если груз погружён в воду, показание динамометра равно 1,6 Н. Какова выталкивающая си…
Закон Архимеда. Плавание тел
Задание №7
№7
Камень массой 1 кг, брошенный вертикально вверх, достиг максимальной высоты – 20 м. Чему равна кинетическая энергия камня в момент броска? Сопротивлен…
Закон сохранения энергии
Задание №7
№7
Груз массой 2 кг упал из состояния покоя с высоты 4 м от пола на стол высотой 1 м, стоящий на полу. Чему равна работа силы тяжести при падении груза?
Работа и мощность
Задание №7
№7
На рисунке изображён неподвижный блок, с помощью которого равномерно поднимают груз массой 200 кг. Какую силу при этом прикладывают к свободному концу…
Простые механизмы. Рычаг. КПД
Задание №7
№7
Движущийся со скоростью 3 м/с шар массой 2 кг соударяется с неподвижным шаром массой 1 кг. После удара шары движутся как единое целое. Чему равна скор…
Закон сохранения импульса
Задание №7
№7
Тело брошено вертикально вверх. На рисунке показан график зависимости кинетической энергии тела от его высоты над точкой броска. Чему равна потенциаль…
Закон сохранения энергии
Задание №7
№7
Груз подвесили на упругую пружину жёсткостью 50 Н/м . При этом пружина растянулась на 4 см. Чему равна масса подвешенного груза?
Закон Гука
Задание №7
№7
В U -образном сосуде находятся две несмешивающиеся жидкости. Во сколько раз плотность жидкости 1 меньше плотности жидкости 2?
Давление
Задание №7
№7
Камень массой 2 кг бросили вертикально вверх с поверхности Земли. В момент броска его кинетическая энергия была равна 400 Дж. Какую потенциальную энер…
Закон сохранения энергии
Задание №7
№7
Тело движется в положительном направлении оси Ox . На рисунке представлен график зависимости от времени t для проекции F x силы, действующей на тело.…
Импульс тела
Задание №7
№7
Брусок равномерно и прямолинейно перемещали по горизонтальной поверхности, прикладывая силу тяги, направленную по движению бруска и равную по модулю 1…
Работа и мощность

Задание №7 — МЕХАНИЧЕСКИЕ ЯВЛЕНИЯ

На рисунке представлен график зависимости силы упругости F_упр, возникающей в пружине, от её растяжения х.

Чему равна жёсткость пружины?

Правильный ответ

200

Пояснение

Решение.

Для решения задачи воспользуемся законом Гука и данными графика зависимости силы упругости от растяжения пружины.

Дано:
По графику выберем удобную точку, лежащую на пересечении линий сетки. Например, при растяжении $x = 4 \text{ см}$ сила упругости составляет $F_{\text{упр}} = 8 \text{ Н}$ .
$x = 4 \text{ см} = 0,04 \text{ м}$
$F_{\text{упр}} = 8 \text{ Н}$
________________
$k - ?$

Физический закон:
Согласно закону Гука, модуль силы упругости, возникающей при деформации пружины, прямо пропорционален величине этой деформации:
$F_{\text{упр}} = k \cdot x$ ,
где $k$ — жёсткость пружины, $x$ — величина растяжения (деформации).

Вывод формулы и расчет:
Из закона Гука выразим жёсткость пружины:
$k = \frac{F_{\text{упр}}}{x}$

Подставим значения из выбранной точки графика в формулу:
$k = \frac{8 \text{ Н}}{0,04 \text{ м}} = 200 \frac{\text{ Н}}{\text{м}}$

Проверим результат по другой точке графика для точности. Например, при $x = 2 \text{ см} = 0,02 \text{ м}$ сила $F_{\text{упр}} = 4 \text{ Н}$ :
$k = \frac{4 \text{ Н}}{0,02 \text{ м}} = 200 \frac{\text{ Н}}{\text{м}}$ .
Значения совпадают, расчет выполнен верно.

Ответ: 200

Источник: ФИПИ