Menu
Два груза, первый некоторой массой m1 и второй массой m2 = 2кг, неподвижно висят на двух лёгких пружинах с коэффициентами жёсткости k1 = 100Н/кг, а k2 = 400Н/кг. Как изменится длина всей сис-темы (расстояние от точки крепления верхней пружины к опоре до точки B нижней пружины), если поменять местами пружины? Считать g = 10Н/кг


Мне кажется, решение ведь чрезвычайно простое, основанное на ЕДИНСТВЕННОЙ формуле

F = -k*x, откуда х = -F/k.

причём, на знак можно не обращать внимания, нам же нужно найти расстояние(длину), э это скаляр.

Итак,  предположим, что пружины невесомы(это существенно)

1. Случай на рисунке. Сначала пружина к2, затем к1

L = x2 + x1

На пружину к2 действует сила, равная весу двух грузов, то есть (m1+m2)*g, следовательно, она растянется на 

x2 = (m1+m2)*g/k2.

На пружину к1 действует сила, равная весу груза В, то есть m1*g, следовательно, она растянется на

x1 = m1*g/k1

Общее растяжение

L1 = (m1+m2)*g/k2 + m1*g/k1.

2. Если поменять местами только пружинки, то повторив предыдущие рассуждения, получим.

L2 = (m1+m2)*g/k1 + m1*g/k2. 

Всё! Задача решена, осталось подставить численные значения и дальше ответить на вопрос "КАК изменится?". Вот это, пожалуй, самое сложное в этой задаче, потому, что, что такое КАК не определено, а что имели в виду авторы задачи - неизвестно(ответы могут быть просто больше-меньше или больше-меньше В или НА, или ещё что нибудь).

Ну, посмотрим, что получится, подставим исходные данные.

L1 = (m1 + 2)*10/400 + m1*10/100 = (m1 + 2 + 4m1)/40 = (5m1 +2)/40

L2 = (m1 + 2)*10/100 + m1*10/400 = (4m1+8 + m1)/40   = (5m1 +8)/40

Ну вот, теперь попроще, исходные данные подобраны так, что всё хорошо видно, а именно, что во втором случае длина будет БОЛЬШЕ, при этом можно точно указать НА сколько.

L2 - L1 = 6/40 = 3/20м = 300/20 = 15см

Вот теперь точный ответ

Если поменять местами пружинки в исходной системе, её общая длина УВЕЛИЧИТСЯ на 15см.

Замечание. Мои рассуждения о сложности вопроса КАК? Остаются, потому что все же, интересней решать задачу в общем виде, а при этом бывает сложновато ответить на такой общий вопрос.


ПОХОЖИЕ ЗАДАНИЯ: