Пример закона Гука

9 примеров вопросов, связанных с законом Гука

1. График зависимости силы (F) от увеличения длины (x) показан на изображении ниже. Коэффициент жесткости пружины, рассчитанный на основе графика, равен…
Обсуждение
Румус Закон Гука :
к = Ф / х
Информация :
F = сила (международная единица измерения — Ньютон, сокращенно Н)
k = коэффициент жесткости пружины (международная единица измерения — Ньютон/метр, сокращенно Н/м)
x = увеличение длины (международная единица измерения — метры, сокращенно м)
 
постоянная пружины Исходя из приведенного выше графика, получаем:
k = 10 / 0,02 = 20 / 0,04
k = 500 Н/м

2. На эксперимент по определению постоянной пружины Полученные данные приведены в таблице ниже. Коэффициент жесткости пружины, рассчитанный на основе данных из таблицы, равен…

Обсуждение
постоянная пружины Исходя из данных в таблице, получаем:
к = Ф / х
k = 5 / 0,01 = 10 / 0,02 = 15 / 0,03 = 20 / 0,04
k = 500 Н/м

3. Пружины А и В имеют начальную длину 60 см и 90 см соответственно и растягиваются с одинаковой силой. Коэффициент жесткости пружины А равен 100 Н/м, а коэффициент жесткости пружины В равен 200 Н/м. Отношение увеличения длины пружины А к длине пружины В составляет...
Обсуждение
Известно, что:
постоянная пружины A (k)_A) = 100 Н/м
Постоянная пружины B (k)_B) = 200 Н/м
Сила, растягивающая пружину А (F)_A) = Ф
Сила, которая тянет пружину B (F)_B) = Ф
Вопрос: отношение увеличения длины пружины А к увеличению длины пружины В (x)_A : х_B)
Джаваб:
Формула для увеличения длины пружины :
х = Ф / к
Увеличение длины пружины А:
x_A = Ф_A / к_A = F / 100
Увеличение длины пружины B:
x_B = Ф_B / к_B = F / 200
Сравнение увеличения длины пружины А и пружины В. :
x_A : х_B
F/100 : F/200
1 / 100 : 1 / 200
1 / 1 : 1 / 2
2: 1
Примечание: начальная длина пружины не учитывается в расчете. В формуле закона Гука x обозначает увеличение длины, а не начальную длину.

4. Проволока имеет начальную длину 20 см. При натяжении с помощью гая При силе 10 Ньютонов длина проволоки увеличивается на 2 см. Для того чтобы увеличение длины составило 6 см, величина растягивающей силы должна быть...
Обсуждение
Известно, что:
Сила натяжения (F) = 10 Ньютонов
Увеличение длины провода (x) = 2 см = 0,02 метра
Вопрос: какова величина растягивающей силы (F), если длина проволоки увеличится на 6 см или 0,06 метра?
Джаваб:
Проводная константа :
к = Ф / х
к = 10 / 0,02 = 500 Н/м
Величина растягивающей силы F, если длина проволоки увеличивается на 0,06 метра. :
F = кх
F = (500)(0,06) = 30 Ньютонов

5. На графике ниже показана зависимость изменения нагрузки (ΔF) от увеличения длины (ΔX), причем график отображает наименьшее значение упругой постоянной...
Обсуждение

Формула закона Гука
к = F / Δx
Информация :
Δx = увеличение длины, F = сила, k = постоянная упругости
Постоянная упругости
k_A = F / Δx = 1 / 8 = 0,125
k_B = F / Δx = 8 / 3 = 2,7
k_C = F / Δx = 6 / 6 = 1
k_D = F / Δx = 3 / 5 = 0,6
k_E = F / Δx = 2 / 4 = 0,5
Правильный ответ — А.

6. Посмотрите на график зависимости между гая (F) к следующему увеличению длины (ΔX)! Какой из них имеет наибольшую упругую постоянную?
Обсуждение
Постоянная упругости
k_A = F / Δx = 50 / 10 = 5
k_B = F / Δx = 50 / 0,1 = 500
k_C = F / Δx = 5 / 0,1 = 50
k_D = F / Δx = 500 / 0,1 = 5000
k_E = F / Δx = 500 / 10 = 50
Правильный ответ — D.

7. Пружина, на которую действует сила 160 грамм, увеличивается в длину на 4 см. Если расположить три подобные пружины, как показано на рисунке, общее увеличение длины пружин составит...

A. 2 см

B. 3 см

C. 6 см

Д. 7 см

Е. 10 см

Обсуждение

Известно, что:

Увеличение длины (Δx) = 4 см = 0,04 метра

Масса (m) = 160 грамм = 0,16 кг

Ускорение свободного падения (g) = 10 м/с²²

Вес (w) = мг = (0,16)(10) = 1,6 Ньютона

Вопрос: Увеличение общей длины пружины ((Δx) если расположить так, как на картинке

Джаваб:

Сначала рассчитайте коэффициент упругости пружины, используя формулу закона Гука:

k = w / Δx = 1,6 / 0,04 = 40 Н / м

Все три пружины похожи, поэтому у них одинаковая постоянная (k), а именно: 40 Н/м.

Рассчитайте константу замещения:

Весна 2 (к)₂) и весна 3 (к₃) расположены параллельно. Эквивалентная постоянная пружины равна:

k₂₃ = к₂ + к₃ = 40 + 40 = 80 Н/м

Весна 1 (к)₁) и сменная пружина (к)₂₃) соединены последовательно. Эквивалентная постоянная пружины равна:

1/k = 1/k₁ + 1/к₂₃ = 1/40 + 1/80 = 2/80 + 1/80 = 3/80

к = 80/3

Рассчитайте увеличение общей длины пружины, используя формулу закона Гука:

Δx = w / k = 1,6 : 80/3 = (1,6)(3/80) = 4,8/80 = 0,06 метра = 6 см

Правильный ответ — C.

8. Три одинаковые пружиныРасположите пружину, как показано на рисунке. Если постоянная пружины равна k, то...₁ = к₂ = к₃ = 300 Нм^-1 тогда длина пружинного механизма увеличится на... (g = 10 мс)^-2).

A. 0,1 м

B. 0,2 м

C. 0,4 м

D. 0,5 м

Э. 0,8 м

Обсуждение

Известно, что:

постоянная пружины k₁ = к₂ = к₃ = 300 Нм^-1

Ускорение свободного падения (g) = 10 м/с²^-2

Масса груза (м) = 2 кг

Вес груза (w) = mg = (2)(10) = 20 Ньютонов

Вопрос: Увеличение длины пружинного узла ((Δx)

Джаваб:

Рассчитайте константу замещения:

Весна 1 (к)₁) и весна 2 (к₂) расположены параллельно. Эквивалентная постоянная пружины равна:

k₁₂ = к₁ + к₂ = 300 + 300 = 600 Н/м

Весна 3 (к)₃) и сменная пружина (к)₁₂) соединены последовательно. Эквивалентная постоянная пружины равна:

1/k = 1/k₃ + 1/к₁₂ = 1/300 + 1/600 = 2/600 + 1/600 = 3/600

к = 600/3 = 200 Н / м

Рассчитайте увеличение общей длины пружины, используя формулу закона Гука:

Δx = w / k = 20/200 = 2/20 = 1/10 = 0,1 метра

Правильный ответ — А.

9. Три пружины расположены, как показано на рисунке ниже. Если постоянная пружины k = 50 Н·м^-1 Если на пружинный узел подвешен груз весом 400 грамм, то увеличение длины пружинного узла составит...

A. 2 см

B. 4 см

C. 8 см

Д. 16 см

Е. 50 см

Обсуждение

Известно, что:

Постоянная пружины 1 (к)₁) = k = 50 Нм^-1

Постоянная пружины 2 (к)₂) = k = 50 Нм^-1

Постоянная пружины 3 (к)₃) = 2k = 2 (50 Нм^-1) = 100 Нм^-1

Масса груза (м) = 400 грамм = 0,4 кг

Ускорение свободного падения (g) = 10 м/с²²

Вес груза (w) = mg = (0,4)(10) = 4 Ньютонов

Вопрос: Увеличение длины пружинного узла ((Δx)

Джаваб:

Рассчитайте константу замещения:

Весна 1 (к)₁) и весна 2 (к₂) расположены параллельно. Эквивалентная постоянная пружины равна:

k₁₂ = к₁ + к₂ = 50 + 50 = 100 Н/м

Весна 3 (к)₃) и сменная пружина (к)₁₂) соединены последовательно. Эквивалентная постоянная пружины равна:

1/k = 1/k₃ + 1/к₁₂ = 1/100 + 1/100 = 2/100

k = 100/2 = 50 Н/м

Рассчитайте увеличение длины пружинного узла, используя формулу закона Гука:

Δx = w / k = 4 / 50 = 0,08 метра = 8 см

Правильный ответ — C.

Источник вопроса:

Вопросы по физике для национального экзамена в старших классах средней школы/профессионального училища.