Вопрос школьника
К пружине жесткостью k подвесили груз массой М. Когда пружина растянулась, деформация оказалась равной х. Рассчитали силу упругости по закону Гука и сравнили ее с силой тяжести тела. Оказалось, что Fупр≠mg, хотя тело находится в покое. Как это можно объяснить?
Ответ от учителя
Закон Гука устанавливает, что сила упругости, действующая на пружину, пропорциональна ее деформации. То есть, Fупр = kx, где k — коэффициент жесткости пружины, а x — деформация пружины.
Когда груз массой М подвешивается на пружину, она начинает растягиваться под действием силы тяжести. Деформация пружины равна х, что означает, что сила упругости, действующая на пружину, равна Fупр = kx.
Однако, сила тяжести, действующая на груз, равна Fт = Mg, где g — ускорение свободного падения. Если сравнить силу упругости и силу тяжести, то Fупр ≠ Fт.
Это можно объяснить тем, что сила упругости действует в противоположном направлении силе тяжести и уравновешивает ее только при равновесии. Если груз находится в покое, то сила упругости не может уравновесить силу тяжести, так как нет движения и нет равновесия.
Таким образом, Fупр ≠ Fт при покое груза можно объяснить тем, что сила упругости действует только при деформации пружины и не может уравновесить силу тяжести при отсутствии движения.
