Шарик соединен со стенками пружинами жесткостью k1 = 100 Н/м и k2 = 150 Н/м и находится в равновесии Каждую стенку медленно передвигают в направлении от шарика на расстояние 1 см. На какое расстояние от первоначального положения сдвинется шарик? Силу тяжести не учитывать.
от

1 Ответ

дано:  
жесткость первой пружины k1 = 100 Н/м  
жесткость второй пружины k2 = 150 Н/м  
расстояние, на которое передвигаются стенки d = 1 см = 0,01 м  

найти:  
расстояние, на которое сдвинется шарик x  

решение:  
1. Рассчитаем общую жесткость ks системы пружин, соединенных параллельно (так как обе пружины тянутся одновременно):  
ks = k1 + k2  
ks = 100 Н/м + 150 Н/м = 250 Н/м  

2. Поскольку каждая стенка перемещается на 1 см, общее изменение длины между стенками составляет:  
d_total = d + d = 0,01 м + 0,01 м = 0,02 м  

3. Используя закон Гука, найдем перемещение шарика:  
F = ks * x  
где F - сила, действующая на пружины, равная изменению расстояния d_total.

Сначала найдем силу F:  
F = ks * x = ks * d_total / 2  
x = d_total / 2 * (1 / ks)  

Теперь подставим значения:  
x = 0,02 м / 2 / 250 Н/м = 0,01 / 250  
x = 0,00004 м = 0,04 см  

ответ:  
Шарик сдвинется на расстояние 0,04 см от первоначального положения.
от