Дано:
Масса чугунной детали (m) = 0,42 кг = 420 г
Жесткость пружины (k) = 60 Н
Найти:
Удлинение пружины (Δl) при размещении детали в воздухе и воде
Решение:
а) В воздухе:
Используем закон Гука для нахождения удлинения пружины:
F = k * Δl
Δl = F / k = mg / k = 0,42 кг * 9,8 м/c² / 60 Н ≈ 0,0685 м ≈ 6,85 см.
б) В воде:
Учитывая, что в воде действует дополнительная сила Архимеда, равная весу выталкиваемой жидкости, мы можем воспользоваться формулой:
Δl = (m - ρV)g / k,
где ρ - плотность воды, V - объем детали.
Плотность чугуна составляет около 7,2 г/см³ (7200 кг/м³).
Объем детали можно рассчитать по формуле: V = m / ρ = 420 г / 7,2 г/см³ = 58,3 см³.
Теперь можем рассчитать удлинение пружины:
Δl = (420 г - 58,3 см³ * 10⁻⁶ кг/см³) * 9,8 м/c² / 60 Н ≈ 0,069 м ≈ 6,9 см.
Ответ:
а) Удлинение пружины при размещении чугунной детали в воздухе составляет примерно 6,85 см.
б) Удлинение пружины при размещении чугунной детали в воде составляет примерно 6,9 см.