Безмен: пружина измеряет вес

На одинаковых пружинах висят грузы 0,5, 1 и 2 кг и один неизвестный. Пружина растягивается пропорционально весу — по шкале можно узнать массу.

2D Возраст 8+10 мин УпругостьГравитация

Загрузка симуляции…

Нажмите «Запустить». Тела движутся по законам физики: гравитация, трение, упругость.

Что показывает опыт

Чем тяжелее груз, тем сильнее растянута пружина: груз в два раза тяжелее — растяжение вдвое больше. Это закон Гука, на нём устроены безмены и кухонные весы.

Как провести

Нажмите «Запустить»: грузы качнутся и успокоятся.
Прочитайте растяжение по шкале слева для 0,5, 1 и 2 кг.
Сравните растяжение пружины с «?» и найдите его массу.

Вопросы для обсуждения

Во сколько раз растяжение при 2 кг больше, чем при 1 кг?
Что будет, если подвесить слишком тяжёлый груз?

Объяснение

Сила упругости пружины F = k·x. Груз в покое: k·x = m·g, поэтому x = m·g/k. Здесь k = 10 Н/м, поэтому каждый килограмм растягивает пружину на 98 см. Реальные пружины подчиняются закону Гука только до предела упругости.

Повторите дома

Повесьте на резинку для волос пакет и добавляйте по одной монете. Отмечайте длину — она растёт почти поровну на каждую монету.

Что изменить в редакторе

Сделайте пружину втрое жёстче (k = 30).
Увеличьте демпфер, чтобы груз успокаивался быстрее.