Какова величина силы упругости, возникшей в резиновом жгуте при его деформации подвешенным грузом массой 2 кг? Почему

Грей

19

Для решения этой задачи нам понадобится знание закона Гука, который описывает связь между силой упругости, деформацией и упругим коэффициентом тела.

Согласно закону Гука, сила упругости \(F\) пропорциональна величине деформации \(x\) и упругому коэффициенту \(k\) резинового жгута. Математически это выглядит так:

\[F = k \cdot x\]

В данной задаче нам дано, что масса груза, подвешенного к резиновому жгуту, равна 2 кг. Учитывая, что сила упругости возникает в ответ на деформацию жгута, мы можем связать эту силу с весом груза.

Вес груза можно вычислить по формуле:

\[F_{\text{веса}} = m \cdot g\]

где \(m\) - масса груза, а \(g\) - ускорение свободного падения (приближенно равное 9,8 м/с² на поверхности Земли).

В данной задаче масса груза равна 2 кг, поэтому:

\[F_{\text{веса}} = 2 \cdot 9.8 = 19.6 \, \text{Н}\]

Теперь можно определить силу упругости. Поскольку груз подвешен к резиновому жгуту, он деформирует жгут, и сила упругости возникает в ответ на эту деформацию.

Сила упругости будет равна силе веса груза, но противоположно направленной. То есть, мы получаем:

\[F_{\text{упругости}} = -F_{\text{веса}} = -19.6 \, \text{Н}\]

Отрицательный знак указывает на то, что сила упругости направлена в противоположную сторону по сравнению с силой веса.

Таким образом, величина силы упругости, возникшей в резиновом жгуте при деформации подвешенным грузом массой 2 кг, равна 19.6 Н и направлена в противоположную сторону силе веса груза.

Силу упругости можно объяснить следующим образом: резиновый жгут обладает свойством упругости, то есть способностью сохранять свою форму и размеры после деформации. Когда груз подвешивается к жгуту, он деформирует его, что приводит к появлению силы упругости. Эта сила направлена против направления деформации и стремится вернуть жгут в его исходное состояние. Как только груз будет снят, сила упругости исчезнет, и жгут вернется в свое первоначальное состояние.