Номер 17.1, страница 56 - гдз по физике 7-9 класс сборник задач Лукашик, Иванова

§ 17. Сложение и разложение сил. Глава 2. Движение и взаимодействие тел - номер 17.1, страница 56.

17.1 [369] Пружина растянулась под действием двух гирь. Масса каждой гири равна 1 кг. Чему равен вес одной гири, под действием которой эта пружина растягивается на такую же длину?

Дано:
Масса каждой из двух гирь, $m = 1 \text{ кг}$

Найти:
$P_{экв}$ — вес одной гири, растягивающей пружину на такую же длину.

Решение:
В условии задачи пружина растягивается под действием двух гирь. Эта формулировка подразумевает, что гири приложены к разным концам пружины и тянут ее в противоположные стороны. Сила, которая растягивает пружину (сила натяжения), в таком случае равна по модулю силе, действующей на каждый из ее концов.
Это можно сравнить с ситуацией, когда один конец пружины закреплен на неподвижной опоре (например, на стене), а к другому приложена сила, равная весу одной гири. Пружина растянется. При этом опора будет действовать на пружину с силой реакции, равной по модулю приложенной силе. Если же мы заменим опору второй такой же гирей, то для пружины ничего не изменится — она будет по-прежнему растягиваться под действием силы, равной весу одной гири.
Следовательно, сила, растягивающая пружину, равна весу одной гири, а не их суммарному весу.
Вес одной гири массой $m = 1 \text{ кг}$ рассчитывается по формуле:
$P = m \cdot g$
где $g$ — ускорение свободного падения, которое примем равным $9.8 \frac{\text{Н}}{\text{кг}}$.
$P = 1 \text{ кг} \cdot 9.8 \frac{\text{Н}}{\text{кг}} = 9.8 \text{ Н}$
Эта сила $P$ и вызывает растяжение пружины. Чтобы найти вес $P_{экв}$ одной гири, которая растянет пружину на такую же длину, нужно, чтобы эта гиря создавала такую же по величине силу.
Согласно закону Гука, одинаковое растяжение пружины вызывается одинаковой по величине силой. Следовательно, искомый вес должен быть равен силе, которая растягивала пружину в первом случае.
$P_{экв} = P = 9.8 \text{ Н}$

Ответ: вес гири, которая растянет пружину на такую же длину, равен 9.8 Н.