Задания
Версия для печати и копирования в MS Word
Тип Д23 № 8730
i

В лег­кий сосуд на­ли­ва­ют 500 г воды и под­ве­ши­ва­ют его к пру­жи­не, при­креп­лен­ной дру­гим кон­цом к по­тол­ку, Затем в дне со­су­да от­кры­ва­ют от­вер­стие, через ко­то­рое вода мед­лен­но вы­те­ка­ет. На ри­сун­ке изоб­ра­жен гра­фик за­ви­си­мо­сти длины l пру­жи­ны от вре­ме­ни t. Ис­поль­зуя этот гра­фик, опре­де­ли­те жест­кость пру­жи­ны. (Ответ вы­ра­зи­те в нью­то­нах на метр и округ­ли­те до це­ло­го числа.)

Спрятать решение

Ре­ше­ние.

Удли­не­ние упру­го де­фор­ми­ро­ван­ной пру­жи­ны опи­сы­ва­ет­ся за­ко­ном Гука: F = kx, где F  — рас­тя­ги­ва­ю­щая сила, k  — ко­эф­фи­ци­ент жест­ко­сти пру­жи­ны, x  — удли­не­ние пру­жи­ны.

Сосуд лег­кий, по­это­му, его вес счи­та­ем рав­ным нулю, тогда дей­ству­ю­щая на пру­жи­ну сила равна весу воды в со­су­де F = mg. Когда к пру­жи­не под­ве­шен пу­стой сосуд, она не де­фор­ми­ро­ва­на, ее длина равна 6 см. При пол­но­стью за­пол­нен­ном со­су­де на пру­жи­ну дей­ству­ет сила F = 0,5кг умно­жить на 10м/с в квад­ра­те = 5Н, длина пру­жи­ны в этот мо­мент вре­ме­ни равна 10 см. Тогда удли­не­ние пру­жи­ны равно 10 минус 6 = 4см = 0,04м, сле­до­ва­тель­но,

k = 5Н : 0,04м = 125Н/м.

Ответ: 125.

 

При­ме­ча­ние.

Ответ не из­ме­нит­ся, если счи­тать, что сосуд мас­сив­ный, про­сто в ко­неч­ном со­сто­я­нии пру­жи­на также будет рас­тя­ну­та весом ста­ка­на. А рас­тя­же­ние в 4 см будет по-⁠преж­не­му со­об­щать­ся весом воды.

Раздел кодификатора ФИПИ/Решу ЕГЭ: 1.2.8 Сила упру­го­сти. Закон Гука