Номер 16, страница 87, часть 1 - гдз по физике 9 класс учебник Генденштейн, Булатова

Часть 1. Механические явления. Глава II. Динамика. Параграф 9. Силы упругости - номер 16, страница 87.

Условие.

16. Какую силу надо приложить, чтобы сжать пружину жёсткостью $120\text{ Н/м}$ на $2\text{ см}$?

Решение.

Дано:

Жёсткость пружины, $k = 120$ Н/м

Сжатие пружины, $\Delta x = 2$ см

Переведём величины в систему СИ:
$\Delta x = 2 \text{ см} = 0.02 \text{ м}$

Найти:

Силу, которую надо приложить, $\text{F}$ — ?

Решение:

Для определения силы, необходимой для сжатия пружины, используется закон Гука. Согласно этому закону, сила упругости ($F_{упр}$), возникающая в пружине при её деформации, прямо пропорциональна величине этой деформации ($\Delta x$).

Формула закона Гука:
$F_{упр} = -k \cdot \Delta x$

Здесь $\text{k}$ — это коэффициент жёсткости пружины. Знак "минус" показывает, что сила упругости направлена в сторону, противоположную смещению (деформации).

Сила $\text{F}$, которую необходимо приложить, чтобы сжать пружину, по модулю равна силе упругости, но направлена в противоположную сторону (в сторону сжатия), поэтому для её расчёта мы используем ту же формулу, но без знака "минус":
$F = k \cdot |\Delta x|$

Подставим в формулу числовые значения, предварительно переведённые в систему СИ:
$F = 120 \frac{\text{Н}}{\text{м}} \cdot 0.02 \text{ м}$

$F = 2.4 \text{ Н}$

Ответ: чтобы сжать пружину, надо приложить силу 2.4 Н.