Чтобы определить длину недеформированной пружины, нам необходимо воспользоваться законом Гука. Этот закон описывает связь между силой, приложенной к пружине, и её деформацией. Закон Гука формулируется следующим образом:
[ F = k \cdot \Delta x ]
где:
- ( F ) — сила, приложенная к пружине (в данном случае, 2 Н),
- ( k ) — жёсткость пружины (в данном случае, 20 Н/м),
- ( \Delta x ) — удлинение или сжатие пружины (в метрах).
Из этого уравнения можно выразить деформацию пружины:
[ \Delta x = \frac{F}{k} ]
Подставим известные значения:
[ \Delta x = \frac{2 \text{ Н}}{20 \text{ Н/м}} = 0.1 \text{ м} ]
Итак, деформация пружины составляет 0.1 м (или 10 см).
Теперь известно, что длина деформированной пружины составляет 40 см. Деформация пружины — это изменение её длины относительно недеформированного состояния. Поэтому длину недеформированной пружины (( L_0 )) можно найти, вычтя деформацию (( \Delta x )) из длины деформированной пружины (( L )):
[ L_0 = L - \Delta x ]
Важно помнить, что все длины должны быть в одинаковых единицах. В данном случае деформацию мы получили в метрах, поэтому переведем длину деформированной пружины в метры:
[ L = 40 \text{ см} = 0.4 \text{ м} ]
Теперь можем подставить значения:
[ L_0 = 0.4 \text{ м} - 0.1 \text{ м} = 0.3 \text{ м} ]
Таким образом, длина недеформированной пружины составляет 0.3 метра, или 30 сантиметров.