2018-10-12
На двух параллельных пружинах одинаковой длины висит стержень, весом которого можно пренебречь. Коэффициенты упругости пружин соответственно равны $k_{1} = 2000 н/м$ и $k_{2} = 3000 н/м$. Расстояние между пружинами равно 10 см. Где надо подвесить груз к стержню, чтобы он оставался горизонтальным?
Решение:
Чтобы стержень оставался в горизонтальном положении (рис.), необходимо, чтобы обе пружины растянулись на одинаковую длину. Это может быть только в том случае, когда составляющие веса груза, действующие на пружины, пропорциональны коэффициентам упругости пружин: $F_{1} = k_{1}l_{1}; F_{2} = k_{2}l_{2}$, где $l_{1}$ и $L_{2}$ - растяжения пружин, равные $l$.
Так как стержень находится в равновесии в горизонтальном положении, то составляющие силы должны быть обратно пропорциональны расстояниям от их точек приложения до точки приложения груза:
$\frac{F_{1} }{F_{2} } = \frac{r_{2} }{r_{1} }; \frac{k_{1} }{k_{2} } = \frac{r_{2} }{r_{1} }$; по условию $r_{1} + r_{2} = 10 см$, поэтому в результате получим, что $r_{1} = 6 см; r_{2} = 4 см$.