این سوال مربوط به فیزیک دهم است و به محاسبه نیروی لازم برای امتداد و تغییر طول یک سیم یا فنر میپردازد.
برای حل این سوال، از فرمول زیر استفاده میکنیم:
\[ F = k \times \Delta L \]
که در آن:
- \( F \) نیرو بر حسب نیوتن (N) است.
- \( k \) ثابت فنر بر حسب نیوتن بر متر (N/m) است.
- \(\Delta L \) تغییر طول بر حسب متر (m) است.
در سوال داده شده که طول سیم در ابتدا \( 120 \) سانتیمتر است و 2 درصد کشیده شده است. ابتدا کشیدگی واقعی در طول سیم را محاسبه میکنیم:
تغییر طول:
\[ \Delta L = \frac{2}{100} \times 120\, \text{cm} = 2.4\, \text{cm} = 0.024\, \text{m} \]
حال با استفاده از فرمول فوق و جایگذاری مقدار \( k \) داده شده، نیروی لازم را محاسبه میکنیم:
\[ F = k \times \Delta L = 6000\, \frac{\text{N}}{\text{m}} \times 0.024\, \text{m} = 144\, \text{N} \]
بنابراین نیروی لازم برابر است با 144 نیوتن.