Рассмотрим случай пружины в воздухе
F(yпр)=F(тяж)
kx1=mg
В случае пружины в воде на тело действует еще и сила Архимеда, ее направление совпадает с силой упругости.
F(упр)+F(a)=F(тяж)
kx2+F(a)=mg
Выразим x1 ; x2
x1=(mg)/k
x2=(mg-F(a))/k
Разделим оба уравнения друг на друга, чтобы получить соотношение растяжений пружин (по условию спрашивается на сколько сожмется пружина, но я так полагаю вопрос должен звучать, на сколько растянется пружина)
x1:x2=(mg)/(mg-F(a))
x2=x1×(mg-F(a))/(mg)
m=roV, p-плотность воды, ro-плотность тела
x2=x1×(roVg-pVg)/(roVg)
x2=0.04×(2000-1000)/2000=0.04×0.5=0.02 (м)
сила тяжести груза mg=60нmg=60н значительно больше силы, с которой надо тянуть веревку, чтобы удержать груз. это определяется существенными силами трения веревки о бревно. сначала силы трения препятствуют соскальзыванию груза под действием силы тяжести. полный расчет распределения сил трения, действующих на веревку, довольно сложен, поскольку сила натяжения веревки в местах ее соприкосновения с бревном меняется от f1f1 до mgmg. в свою очередь сила давления веревки на бревно также меняется, будучи пропорциональной в каждой точке соответствующей локальной силе натяжения веревки. соответственно и силы трения, действующие на веревку, определяются именно указанными силами давления. однако для решения достаточно заметить, что полная сила трения fтрfтр (слагающие которой пропорциональны в каждой точке силе реакции бревна) будет с соответствующими коэффициентами пропорциональна силам натяжения веревки на концах; в частности, с некоторым коэффициентом kk она будет равна большей силе натяжения: fтр=kmgfтр=kmg. это означает, что отношение большей силы натяжения к меньшей есть величина постоянная для данного расположения веревки и бревна: mg/t1=1/(1−k)mg/t1=1/(1−k), поскольку t1=mg−kmgt1=mg−kmg. когда мы хотим поднять груз, концы веревки как бы меняются местами. сила трения теперь направлена против силы t2t2 и уже не , а мешает. отношение большей силы натяжения, равной теперь t2t2, к меньшей - mgmg будет, очевидно, таким же, как и в первом случае: t2/mg=1/(1−k)=mg/t1t2/mg=1/(1−k)=mg/t1. отсюда находим, что t2=(mg)2/t1=90н источник:
