Груз, подвешенный на пружине, являет собой пружинный маятник, который совершает собственные колебания.
Период колебаний пружинного маятника Т выразим формулами: T = t / N и T = 2 * П * √m / √k, где t - время за которое маятник делает N колебаний, П - число пи, m - масса груза, подвешенного на пружине, k - жёсткость пружины.
t / N = 2 * П * √m / √k.
t2 / N2 = 4 * П2 * m / k.
k = 4 * П2 * m * N2 / t2.
k = 4 * (3,14)2 * 0,2 кг * (30)2 / (60 с)2 = 1,97 Н/м.
Давление столба жидкости вычислается по формуле: p= ρgh Высота ртутного столба в барометре Торричелли при нормальном атмосферном давлении примерно равна 760 мм. При этом плотность ртути равна 13600 кг/м(куб). Если рассмотреть в качестве жидкости спирт, то необходимо учесть, что плотность спирта равна 800 кг/м (куб). Из формулы видно, что давление прямо пропорционально высоте столба жидкости. Т.к. плотность ртути в 13600/800=17 раз выше, чем плотность спирта, следовательно трубка должна быть в 17 раз выше, т.е. 760 мм * 17 = 12920 мм = 12,920 метров. Это минимум, на практике трубка должна быть процентов на 20 выше, чтобы жидкость опустилась до текущего атмосферного давления.
m = 0,2 кг.
N = 30.
t = 60 с.
k - ?
Груз, подвешенный на пружине, являет собой пружинный маятник, который совершает собственные колебания.
Период колебаний пружинного маятника Т выразим формулами: T = t / N и T = 2 * П * √m / √k, где t - время за которое маятник делает N колебаний, П - число пи, m - масса груза, подвешенного на пружине, k - жёсткость пружины.
t / N = 2 * П * √m / √k.
t2 / N2 = 4 * П2 * m / k.
k = 4 * П2 * m * N2 / t2.
k = 4 * (3,14)2 * 0,2 кг * (30)2 / (60 с)2 = 1,97 Н/м.
ответ: пружина имеет жёсткость k = 1,97 Н/м.
Объяснение:
Высота ртутного столба в барометре Торричелли при нормальном атмосферном давлении примерно равна 760 мм. При этом плотность ртути равна 13600 кг/м(куб). Если рассмотреть в качестве жидкости спирт, то необходимо учесть, что плотность спирта равна 800 кг/м (куб).
Из формулы видно, что давление прямо пропорционально высоте столба жидкости. Т.к. плотность ртути в 13600/800=17 раз выше, чем плотность спирта, следовательно трубка должна быть в 17 раз выше, т.е. 760 мм * 17 = 12920 мм = 12,920 метров. Это минимум, на практике трубка должна быть процентов на 20 выше, чтобы жидкость опустилась до текущего атмосферного давления.