Чтобы определить силу упругости, возникающую в пружине при её растяжении, можно воспользоваться законом Гука. Закон Гука описывает поведение упругих материалов и формулируется следующим образом:
[ F = -k \cdot x ]
где:
- ( F ) — сила упругости (в ньютонах, Н),
- ( k ) — жёсткость пружины (в Н/м),
- ( x ) — деформация пружины (в метрах).
В данном случае жёсткость пружины ( k = 150 ) Н/м, а деформация ( x = 20 ) см. Сначала необходимо перевести деформацию из сантиметров в метры, так как единицы измерения должны быть согласованы:
[ x = 20 \, \text{см} = 0{,}20 \, \text{м} ]
Теперь можно подставить эти значения в формулу закона Гука:
[ F = -150 \, \text{Н/м} \times 0{,}20 \, \text{м} ]
[ F = -30 \, \text{Н} ]
Минус в уравнении указывает на то, что сила упругости направлена в сторону, противоположную деформации. Однако, если нас интересует только величина силы, мы можем рассматривать её как 30 Н. Таким образом, сила упругости, возникающая в пружине при её растяжении на 20 см, составляет 30 ньютонов.