Яка жорсткість пружини буфера, якшо вагонетка масою 1,5т, що рухається зі швидкістю 6 м/с, наштовхується на нього

  • 37
Яка жорсткість пружини буфера, якшо вагонетка масою 1,5т, що рухається зі швидкістю 6 м/с, наштовхується на нього і внаслідок удару стиснення пружини становить 0,15 м? Врахуйте, що механічною енергією втратились, але це можна не враховувати.
Солнечный_Смайл
40
Чтобы найти жесткость пружины буфера, мы можем использовать закон Гука, который гласит, что сила, действующая на пружину, пропорциональна удлинению пружины:

\[F = -kx\]

где F - сила, k - коэффициент жесткости пружины (искомое значение), x - удлинение пружины.

Согласно условию задачи, вагонетка массой 1,5т (1500 кг) со скоростью 6 м/с наштовхнулась на пружину и сжала ее на 0,15 м.

Для решения задачи, нам необходимо найти силу, с которой вагонетка действует на пружину. Мы можем использовать второй закон Ньютона:

\[F = ma\]

где F - сила, m - масса вагонетки, a - ускорение вагонетки.

Ускорение можно найти, используя формулу:

\[a = \frac{{v^2}}{{2x}}\]

где v - скорость вагонетки, x - удлинение пружины.

Подставляем известные значения:

\[a = \frac{{(6 \, м/с)^2}}{{2 \cdot 0,15 \, м}}\]

\[a = \frac{{36}}{{0,3}}\]

\[a = 120 \, м/с^2\]

Теперь, зная силу и ускорение, можем найти коэффициент жесткости пружины:

\[F = ma\]

\[F = 1500 \, кг \cdot 120 \, м/с^2\]

\[F = 180000 \, Н\]

Теперь мы можем найти жесткость пружины:

\[F = -kx\]

\[180000 \, Н = -k \cdot 0,15 \, м\]

Когда пружина сжимается, сила действует в противоположном направлении, поэтому поставим знак "-". Решаем уравнение относительно k:

\[k = \frac{{180000 \, Н}}{{0,15 \, м}}\]

\[k = 1200000 \, Н/м\]

Таким образом, жесткость пружины буфера составляет 1200000 Н/м.

Пожалуйста, обратите внимание, что данный ответ был предоставлен согласно условиям задачи и без учета потерь механической энергии.