Чтобы определить, на сколько миллиметров растянулась пружина динамометра, нужно сначала понять, какие силы действуют на груз и как они связаны с растяжением пружины.
Основной закон, который мы будем использовать, это закон Гука. Он гласит, что сила, действующая на пружину, прямо пропорциональна её деформации:
[ F = k \cdot \Delta x ]
где:
- ( F ) — сила, действующая на пружину,
- ( k ) — жесткость пружины,
- ( \Delta x ) — деформация пружины.
В нашем случае, сила ( F ) — это сила тяжести, действующая на груз массой 5 кг. Сила тяжести определяется как произведение массы груза на ускорение свободного падения ( g ):
[ F = m \cdot g ]
где:
- ( m ) — масса груза,
- ( g ) — ускорение свободного падения, обычно принято равным ( 9.8 \, \text{м/с}^2 ) на поверхности Земли.
Подставим значения:
[ F = 5 \, \text{кг} \cdot 9.8 \, \text{м/с}^2 = 49 \, \text{Н} ]
Теперь используем закон Гука, чтобы найти деформацию пружины ( \Delta x ):
[ 49 \, \text{Н} = 5000 \, \text{Н/м} \cdot \Delta x ]
Решаем это уравнение относительно ( \Delta x ):
[ \Delta x = \frac{49 \, \text{Н}}{5000 \, \text{Н/м}} ]
[ \Delta x = 0.0098 \, \text{м} ]
Для удобства переведем результат в миллиметры, так как 1 метр равен 1000 миллиметров:
[ \Delta x = 0.0098 \, \text{м} \times 1000 \, \text{мм/м} = 9.8 \, \text{мм} ]
Итак, пружина динамометра растянулась на 9.8 миллиметров.