Найти наибольшую величину силы упругости

Определение предмета и раздела:

Этот вопрос относится к физике, а именно к разделу, связанному с механическими колебаниями и колебательными системами (пружинный маятник).

Задача:

Дан груз, подвешенный к пружине с заданной жесткостью и амплитудой колебаний. Задача заключается в нахождении наибольшей величины силы упругости.

Дано:

1. Жесткость пружины \( k = 100 \, \text{Н/м} \).
2. Амплитуда колебаний \( A = 10 \, \text{см} = 0{,}1 \, \text{м} \).

Нужно найти:

\[ F_{\text{max}} = ? \] (максимальная сила упругости)

Решение:

В пружинном маятнике сила упругости определяется по закону Гука:

\[ F_{\text{упр}} = k \cdot x, \]

где:

• \( F_{\text{упр}} \) — сила упругости,
• \( k \) — жесткость пружины,
• \( x \) — растяжение или сжатие пружины, то есть смещение груза от положения равновесия.

Максимальная сила упругости достигается, когда груз отклоняется на максимальное расстояние от положения равновесия, то есть на амплитуду \( A \). Таким образом, наибольшая сила упругости будет равна:

\[ F_{\text{max}} = k \cdot A \]

Подставляем значения:

\[ F_{\text{max}} = 100 \, \text{Н/м} \cdot 0{,}1 \, \text{м} = 10 \, \text{Н} \]

Ответ:

Наибольшая сила упругости \(\ F_{\text{max}} = 10 \, \text{Н} \).