2018-10-21
У школьника есть три одинаковые по длине пружины, обозначенные номерами 1, 2 и 3. Вначале он соединил пружины так, как показано на рисунке 1, а левый конец пружины 1 прикрепил к стене. Когда школьник переместил свободный конец соединенных пружин 2 и 3 (т. А) на 5 см от положения равновесия, то место соединения всех трех пружин (т. В) переместилось на 4 см. Когда школьник поменял местами пружины 1 и 2 и повторил тот же опыт, то и смещение т. В осталось тем же. Каким будет смещение т. В, если школьник поменяет местами пружины 1 и 3 (см. рисунок 2), а точку А опять сместит на 5 см?
Решение:
Из второго опыта следует, что пружины 1 и 2 имеют одинаковый коэффициент жесткости. Обозначим его $k_{1}$, а коэффициент у пружины ?3 - $k_{2}$. Сумма сил, приложенных к месту соединения пружин в точке В, в равновесии равна нулю. Тогда из первого опыта следует (величины деформации пружин приведены в метрах), что $0,04 k_{1} = 0,01(k_{1} + k_{2})$, т.е. $k_{2} = 3k_{1}$
В третьем опыте у школьника фактически будет две последовательно соединенные пружины с коэффициентами жесткости $3k_{1}$ и $2k_{1}$, т.е. деформации пружин будут относится, как 2:3, соответственно.
Значит, смещение точки В в третьем опыте составит 2 см.