Задача с грузиками и натяжением нити

В соответствии с законом всемирного тяготения, значение гравитационного ускорения на поверхности Земли или другой планеты связано с массой планеты M следующим соотношением:

g = (GM)/R²,

где G — гравитационная постоянная (6,67408*10⁻¹¹ м3·с−2·кг−1), 

      R — радиус планеты, для Луны R = 1737,1 км,

      М— масса планеты, для Луны М = 7,3477*10²² кг.

Получаем: g = (6,67408*10⁻¹¹*7,3477*10²²)/1737100² = 1,625149 м/с².

2) Полученное значение ускорения 1,625149 м/с² равноценно силе тяжести 1,625149 Н/кг, поэтому на тело массой 2кг на Луне действует сила 2*1,625149 = 3.250298 Н.

ответ: жёсткость шнура возрастёт в 1,5 раза.

Будем рассматривать шнур как тело начальной длины L, подвергающееся растяжению (сжатию) .

Согласно закону Гука для продольной деформации деформация x тела пропорциональна его начальной длине L и приложенной силе F:

x = F•L/C, где

C − коэффициент пропорциональности, зависящий в общем случае от радиуса витков, диаметра проволоки и материала пружины.

Жёсткость шнура k = F/x = C/L или k•L = C, где C − величина постоянная.

Тогда k1•L1 = k2•L2,

откуда k2 = k1•L1/L2.

Учитывая, что L2 = (2/3)•L1,

получим окончательно: k2 = (3/2)•k1 = 1,5•k1.