В окне печати выберите «Сохранить как PDF», чтобы сохранить копию на своём устройстве.
1Формулы и методы
Кинематика
Скорость
v = v0 + a·t
Перемещение
s = v0·t + ½·a·t²
Без времени
v² = v0² + 2·a·s
Единицы
1 m/s = 3,6 km/h
Метод
Выпишите известное: v₀, v, a, t и s с единицами.
Выберите уравнение, содержащее три известных величины и неизвестную.
Выберите одно положительное направление и припишите противоположно направленным величинам знак минус.
Решите и проверьте, что ответ физически разумен.
Законы Ньютона
Второй закон
ΣF = m·a
Вес
W = m·g
Трение скольжения
Ff = μ·N
На наклонной плоскости
вдоль: m·g·sin θ, по нормали: m·g·cos θ
Метод
Нарисуйте расчётную схему со всеми силами, действующими на тело.
Выберите положительное направление вдоль движения.
Разложите силы на составляющие вдоль движения и перпендикулярно ему (на наклонной плоскости: m·g·sin θ вдоль, m·g·cos θ перпендикулярно плоскости).
Примените ΣF = m·a вдоль движения; трение равно μ·N и направлено против движения.
Движение тела, брошенного под углом
Составляющие
vx = v0cos θ, vy = v0sin θ
Положение
x = vxt, y = h + vyt − ½gt²
Максимальная высота
H = h + vy²/(2g)
Дальность (ровная поверхность)
R = v0²·sin 2θ/g
Метод
Разложите начальную скорость на составляющие: vx = v₀·cos θ и vy = v₀·sin θ.
По горизонтали скорость постоянна; по вертикали ускорение равно −g.
Найдите время полёта из вертикального движения.
Подставьте это время в горизонтальное движение, чтобы найти дальность.
Движение по окружности
Центростремительное ускорение
a = v²/r = ω²·r
Центростремительная сила
F = m·v²/r
Угловая скорость
ω = v/r = 2π/T
Горизонтальный поворот, трение
vmax = √(μ·g·r)
Работа и энергия
Кинетическая энергия
Ek = ½mv²
Потенциальная энергия
Ep = mgh
Энергетический баланс
Ek1 + Ep1 + W = Ek2 + Ep2 + losses
Работа силы трения
W = μ·N·d
Мощность
P = W/t
Импульс и столкновения
Импульс
p = m·v
Сохранение
Σm·v (before) = Σm·v (after)
Абсолютно неупругий удар
v′ = (m1v1 + m2v2)/(m1 + m2)
Импульс силы
J = F·Δt = m·Δv
Метод
Выберите положительное направление и припишите каждой скорости её знак.
Запишите полный импульс до удара: Σm·v.
При абсолютно неупругом ударе тела после него движутся вместе; при упругом сохраняется ещё и кинетическая энергия.
Приравняйте импульс до удара импульсу после и решите.
Вращение твёрдого тела
Моменты инерции относительно G
стержень mL²/12, диск ½mR², кольцо mR², сплошной шар (2/5)mR², полый шар (2/3)mR²
Теорема о параллельном переносе осей
I = IG + m·d²
Радиус инерции
I = m·k²
Стержень относительно конца
I = mL²/3
Уравнение движения
ΣM = I·α
Скорость в rad/s
ω = 2π·n/60
Кинетическая энергия
E = ½·I·ω²
Работа и мощность
W = T·θ, P = T·ω
Качение без проскальзывания
v = ω·r, E = ½mv²(1 + I/(mr²)), a = g·sin θ/(1 + I/(mr²))
Момент импульса
L = I·ω, I1ω1 = I2ω2
Удар по шарнирному телу
m·v·d = I·ω
Метод
Выберите ось: неподвижный шарнир или центр масс для катящихся тел.
Найдите момент инерции относительно этой оси по стандартным результатам, используя I = IG + m·d² для смещённой оси.
Выберите метод: ΣM = I·α для ускорений и сил, энергия (½·I·ω² + ½·m·v² + m·g·h) для скоростей, момент импульса для ударов и внезапных изменений.
Свяжите линейное и угловое движение формулами v = ω·r и a = α·r и переведите rpm в rad/s.
Зубчатые колёса и передачи
Зацепление колёс
n1·N1 = n2·N2
Крутящий момент
T2 = T1·(N2/N1)·η
Мощность
P = T·ω, ω = 2π·n/60
Многоступенчатая передача
общее передаточное отношение = произведение передаточных отношений ступеней
Пружины и маятники
Груз на пружине
T = 2π·√(m/k)
Маятник
T = 2π·√(L/g)
Угловая частота
ω = √(k/m) = 2π/T
Наибольшие скорость и ускорение
vmax = A·ω, amax = A·ω²
Энергия
E = ½·k·A²
Механические колебания
Собственная частота
ωn = √(k/m), fn = ωn/(2π)
По статическому прогибу
ωn = √(g/δst)
Критическое демпфирование
cc = 2√(km) = 2mωn
Коэффициент демпфирования
ζ = c/cc
Частота затухающих колебаний
ωd = ωn√(1 − ζ²)
Логарифмический декремент
δ = (1/n)·ln(x0/xn), ζ = δ/√(4π² + δ²)
Параллельные пружины
k = k1 + k2
Последовательные пружины
1/k = 1/k1 + 1/k2
2Тренировочные задачи
1.КинематикаСредняя
Водитель, едущий со скоростью 36 km/h, видит препятствие. Время её реакции 0,5 s, после чего автомобиль тормозит с постоянным замедлением 5,5 m/s². Найдите полный остановочный путь d с момента, когда она увидела препятствие.
v₀ = 36 km/htr = 0,5 sa = −5,5 m/s²
d = m
2.КинематикаСложная
Мяч бросают вертикально вверх со скоростью 15 m/s с края крыши на высоте 5 m над землёй. Сопротивлением воздуха пренебречь, g = 9,81 m/s². Найдите наибольшую высоту hmax над землёй.
v₀ = 15 m/sh₀ = 5 mg = 9,81 m/s²
hmax = m
3.Законы НьютонаСредняя
Брусок массой 12 kg скользит вниз по наклонной плоскости под углом 20° к горизонту. Коэффициент трения скольжения 0,2. Примите g = 9,81 m/s². Найдите ускорение a бруска вдоль плоскости.
m = 12 kgθ = 20°μ = 0,2g = 9,81 m/s²
a = m/s²
4.Законы НьютонаСложная
Брусок массой 3 kg на горизонтальном столе соединён лёгкой нитью, перекинутой через блок без трения, с подвешенным грузом массой 2,5 kg. Коэффициент трения скольжения между бруском и столом 0,25. Примите g = 9,81 m/s². Найдите ускорение a системы.
m1 = 3 kgm2 = 2,5 kgμ = 0,25g = 9,81 m/s²
a = m/s²
5.Движение тела, брошенного под угломСредняя
Мяч бросают с горизонтальной поверхности со скоростью 32 m/s, и он должен упасть на расстоянии 45 m. Пренебрегите сопротивлением воздуха и примите g = 9,81 m/s². Найдите меньший из двух возможных углов броска θ.
v₀ = 32 m/sR = 45 mg = 9,81 m/s²
θ = °
6.Движение тела, брошенного под угломСложная
Мяч бросают под углом 50° к горизонту с вершины скалы высотой 30 m. Сопротивлением воздуха пренебречь. Найдите время полёта t до удара мяча о землю.
v0 = 26 m/sθ = 50°h = 30 mg = 9,81 m/s²
t = s
7.Движение по окружностиСредняя
Маленький шарик на нити длиной 1,7 m движется по горизонтальной окружности так, что нить составляет постоянный угол 40° с вертикалью (конический маятник). Примите g = 9,81 m/s². Найдите время T одного оборота.
L = 1,7 mθ = 40°g = 9,81 m/s²
T = s
8.Движение по окружностиСложная
Шарик массой 0,2 kg на лёгкой нити длиной 0,6 m вращают по вертикальной окружности. В нижней точке его скорость 9 m/s. Пренебрегите сопротивлением воздуха и примите g = 9,81 m/s². Найдите силу натяжения Ttop нити в верхней точке.
m = 0,2 kgr = 0,6 mvbottom = 9 m/sg = 9,81 m/s²
Ttop = N
9.Работа и энергияСредняя
Брусок массой 4 kg скользит 3 m по наклонной плоскости под углом 45° к горизонту с коэффициентом трения скольжения 0,2. Найдите работу Wf против силы трения.
m = 4 kgθ = 45°μ = 0,2d = 3 mg = 9,81 m/s²
Wf = J
10.Работа и энергияСложная
Брусок массой 20 kg начинает движение из состояния покоя у основания наклонной плоскости 20° и тянется вверх по ней постоянной силой 160 N, параллельной плоскости. Коэффициент трения скольжения равен 0,25. Найдите скорость v бруска после того, как он переместится на 7 m вверх по плоскости.
Тележка массой 1,5 kg, движущаяся со скоростью 7 m/s, испытывает абсолютно упругий центральный удар с покоящейся тележкой массой 2,5 kg на дорожке без трения. Найдите скорость v′1 первой тележки после столкновения (положительную в направлении её первоначального движения).
m1 = 1,5 kgm2 = 2,5 kgv1 = 7 m/sv2 = 0
v′1 = m/s
12.Импульс и столкновенияСложная
Мяч массой 0,2 kg ударяется о стену со скоростью 14 m/s и отскакивает прямо назад со скоростью 5 m/s. Контакт длится 20 ms. Найдите модуль импульса силы J, который стена сообщает мячу.
m = 0,2 kgvin = 14 m/svout = 5 m/sΔt = 20 ms
J = N·s
13.Вращение твёрдого телаСредняя
Однородный тонкий стержень массой 14 kg и длиной 0,7 m закреплён шарниром на одном конце и удерживается горизонтально. Его отпускают без начальной скорости. Примите g = 9,81 m/s². Найдите вертикальную силу R, с которой шарнир действует на стержень сразу после освобождения.
m = 14 kgL = 0,7 mg = 9,81 m/s²
R = N
14.Вращение твёрдого телаСложная
сплошной шар катится без проскальзывания по склону, наклонённому под углом 15° к горизонту. Примите g = 9,81 m/s². Найдите ускорение a его центра.
θ = 15°I = (2/5)·m·r²g = 9,81 m/s²
a = m/s²
15.Зубчатые колёса и передачиСредняя
Двигатель мощностью 1,1 kW с частотой вращения 960 rpm приводит шестерню с числом зубьев 36, которая находится в зацеплении с колесом с числом зубьев 72. КПД зубчатой пары — 96 %. Найдите выходной крутящий момент T2 на валу колеса.
P = 1,1 kWn1 = 960 rpmN1 = 36N2 = 72η = 96%
T2 = N·m
16.Зубчатые колёса и передачиСложная
Двигатель мощностью 4 kW с частотой 960 rpm приводит колесо A (25 зубьев), которое зацепляется с колесом B (40 зубьев). Колесо C (30 зубьев) на одном валу с B приводит колесо D (50 зубьев) на выходном валу. КПД каждого зацепления 95%. Найдите выходной вращающий момент Tout.
Груз массой 0,7 kg на пружине с k = 290 N/m колеблется на поверхности без трения с амплитудой 11 cm. Найдите его скорость v на расстоянии 7 cm от положения равновесия.
m = 0,7 kgk = 290 N/mA = 11 cmx = 7 cm
v = m/s
18.Пружины и маятникиСложная
Груз на пружине с k = 140 N/m колеблется на поверхности без трения с амплитудой 11 cm. Найдите его кинетическую энергию K на расстоянии 8 cm от положения равновесия.
k = 140 N/mA = 11 cmx = 8 cm
K = J
19.Механические колебанияСредняя
Груз массой 250 kg на пружине жёсткостью 80 kN/m снабжён вязким демпфером, дающим коэффициент демпфирования 0,35. Найдите частоту fd его свободных затухающих колебаний в Hz.
m = 250 kgk = 80 kN/mζ = 0,35
fd = Hz
20.Механические колебанияСложная
Груз массой 100 kg висит на двух пружинах, расположенных рядом (параллельно), с жёсткостями k₁ = 40 kN/m и k₂ = 80 kN/m. Груз остаётся горизонтальным. Пренебрегите демпфированием и массами пружин. Найдите собственную частоту fn вертикальных колебаний в Hz.
m = 100 kgk1 = 40 kN/mk2 = 80 kN/m
fn = Hz
3Растворы
1.Кинематика
Ответ: d = 14,09 m
Motion with constant acceleration: v = v₀ + a·t, s = v₀·t + ½·a·t² and v² = v₀² + 2·a·s. Pick the equation that contains the three things you know and the one you want, and keep the signs consistent with one positive direction.
Единицы
v₀ = 36/3,6 = 10 m/s
Путь за время реакции
d1 = v₀·tr = 10·0,5 = 5 m
Тормозной путь
d2 = v₀²/(2a) = 10²/(2·5,5) = 9,091 m
Итого
d = 5 + 9,091 = 14,09 m
Ответ
d = 14,09 m
2.Кинематика
Ответ: hmax = 16,47 m
Движение с постоянным ускорением: v = v₀ + a·t, s = v₀·t + ½·a·t² и v² = v₀² + 2·a·s. Выберите уравнение, в которое входят три известные величины и искомая, и следите за знаками относительно одного положительного направления.
Подъём над крышей
0 = v₀² − 2·g·Δh → Δh = 15²/(2·9,81) = 11,47 m
Высота над землёй
hmax = 5 + 11,47 = 16,47 m
Ответ
hmax = 16,47 m
3.Законы Ньютона
Ответ: a = 1,512 m/s²
Второй закон Ньютона: равнодействующая сил, действующих на тело, равна произведению его массы на ускорение, ΣF = m·a. Нарисуйте расчётную схему, выберите положительное направление вдоль движения и сложите все силы в этом направлении: приложенные силы, трение μ·N против движения и составляющие силы тяжести.
Второй закон Ньютона: равнодействующая сил, действующих на тело, равна произведению его массы на ускорение, ΣF = m·a. Нарисуйте расчётную схему, выберите положительное направление вдоль движения и сложите все силы в этом направлении: приложенные силы, трение μ·N против движения и составляющие силы тяжести.
Projectile motion: with no air resistance, x = vxt and y = h + vyt − ½gt². The two directions are independent except that they share the same time.
Формула дальности
R = v₀²·sin 2θ/g → sin 2θ = 9,81·45/32² = 0,4311
Угол
2θ = 25,54° → θ = 12,77°
Ответ
θ = 12,77°
Второе решение: 90° − θ = 77,23°.
6.Движение тела, брошенного под углом
Ответ: t = 5,23 s
Движение тела, брошенного под углом: без сопротивления воздуха x = vxt и y = h + vyt − ½gt². Оба направления независимы, их связывает только общее время.
Разложите начальную скорость
Горизонтальная скорость постоянна; вертикальное движение имеет постоянное ускорение g = 9,81 m/s² вниз.
vx = v0·cos θ = 26·cos 50° = 16,71 m/s
vy = v0·sin θ = 26·sin 50° = 19,92 m/s
Время полёта
Решите y(t) = h + vy·t − ½gt² = 0 и возьмите положительный корень.
0 = 30 + 19,92·t − 4,905·t²
t = (vy + √(vy² + 2gh))/g = (19,92 + √(396,7 + 588,6))/9,81 = 5,23 s
Ответ
t = 5,23 s
7.Движение по окружности
Ответ: T = 2,289 s
Uniform circular motion: an object moving at speed v on a circle of radius r accelerates towards the centre with a = v²/r, so it needs a net inward force F = m·v²/r. That force is supplied by something real: friction, tension, gravity or a normal force.
Радиус окружности
r = L·sin θ = 1,7·sin 40° = 1,093 m
Скорость
Сила натяжения и сила тяжести вместе дают силу, направленную к центру: tan θ = v²/(r·g).
v = √(r·g·tan θ) = √(1,093·9,81·tan 40°) = 2,999 m/s
Период
T = 2π·r/v = 2π·1,093/2,999 = 2,289 s
Ответ
T = 2,289 s
8.Движение по окружности
Ответ: Ttop = 17,19 N
Uniform circular motion: an object moving at speed v on a circle of radius r accelerates towards the centre with a = v²/r, so it needs a net inward force F = m·v²/r. That force is supplied by something real: friction, tension, gravity or a normal force.
Скорость в верхней точке
Кинетическая энергия переходит в потенциальную на высоте 2r.
vtop² = 9² − 4·9,81·0,6 = 57,46 m²/s²
Силы в верхней точке
Сила натяжения и сила тяжести обе направлены вниз, к центру.
T + m·g = m·vtop²/r
T = 0,2·57,46/0,6 − 0,2·9,81 = 17,19 N
Ответ
Ttop = 17,19 N
9.Работа и энергия
Ответ: Wf = 16,65 J
Теорема об изменении кинетической энергии: изменение кинетической энергии равно работе всех сил. Если записать тяжесть и пружины как потенциальную энергию (mgh и ½kx²), получается баланс: начальная энергия = конечная энергия + энергия, потерянная на трение (μN·d).
Сила трения
N = mg·cos θ = 39,24·0,7071 = 27,75 N
F = μN = 0,2·27,75 = 5,549 N
Работа против трения
Wf = F·d = 5,549·3 = 16,65 J
Ответ
Wf = 16,65 J
10.Работа и энергия
Ответ: v = 5,724 m/s
Теорема об изменении кинетической энергии: изменение кинетической энергии равно работе всех сил. Если записать тяжесть и пружины как потенциальную энергию (mgh и ½kx²), получается баланс: начальная энергия = конечная энергия + энергия, потерянная на трение (μN·d).
Силы вдоль плоскости
m·g = 20·9,81 = 196,2 N
mg·sin θ = 67,1 N
μ·mg·cos θ = 46,09 N
Работа и энергия
½mv² = (160 − 113,2)·7 = 327,6 J
v = √(2·327,6/20) = 5,724 m/s
Ответ
v = 5,724 m/s
11.Импульс и столкновения
Ответ: v′1 = −1,75 m/s
Закон сохранения импульса: если во время столкновения внешние силы не действуют, суммарный импульс Σm·v до столкновения равен суммарному импульсу после. Скорость имеет направление, поэтому выберите положительное направление и скорости, направленные в противоположную сторону, берите со знаком минус. При упругом столкновении сохраняется и кинетическая энергия; при абсолютно неупругом тела слипаются.
Упругий удар о покоящееся тело
Совместное решение уравнений сохранения импульса и энергии даёт эти два результата.
v′1 = (1,5 − 2,5)/(1,5 + 2,5)·7 = −1,75 m/s
v′2 = 2·1,5/(1,5 + 2,5)·7 = 5,25 m/s
Ответ
v′1 = −1,75 m/s
Знак минус означает, что первая тележка отскакивает назад.
12.Импульс и столкновения
Ответ: J = 3,8 N·s
Закон сохранения импульса: если во время столкновения внешние силы не действуют, суммарный импульс Σm·v до столкновения равен суммарному импульсу после. Скорость имеет направление, поэтому выберите положительное направление и скорости, направленные в противоположную сторону, берите со знаком минус. При упругом столкновении сохраняется и кинетическая энергия; при абсолютно неупругом тела слипаются.
Изменение импульса
J = m·Δv = 0,2·(5 + 14) = 3,8 N·s
Ответ
J = 3,8 N·s
13.Вращение твёрдого тела
Ответ: R = 34,34 N
Rotation about a fixed axis: the sum of the moments about the axis equals I·α (ΣM = I·α), just as ΣF = m·a for translation. In energy form, a torque T turning through an angle θ (in radians) does work T·θ, which changes the kinetic energy ½·I·ω²; gravity adds or removes m·g·Δh of the centre of mass. Power is P = T·ω.
Моменты относительно шарнира
В момент освобождения ω = 0, поэтому центростремительного ускорения нет, и центр ускоряется строго вниз.
Rolling and angular momentum: a body rolling without slipping has v = ω·r, so its kinetic energy is ½·m·v² + ½·I·ω² = ½·m·v²·(1 + I/(m·r²)). Down a slope that gives a = g·sin θ/(1 + I/(m·r²)). When no external moment acts about an axis, the angular momentum about that axis stays constant, I₁·ω₁ = I₂·ω₂, even if kinetic energy is lost.
Уравнения движения
m·g·sin θ − f = m·a
f·r = I·α = 0,4·m·r²·(a/r) → f = 0,4·m·a
Ускорение
a = g·sin θ/(1 + c) = 9,81·sin 15°/1,4 = 1,814 m/s²
Ответ
a = 1,814 m/s²
15.Зубчатые колёса и передачи
Ответ: T2 = 21,01 N·m
Зубчатые передачи: у зацепляющихся колёс скорость в точке контакта зубьев одинакова, поэтому n₁·N₁ = n₂·N₂: колесо с меньшим числом зубьев вращается быстрее. Колёса на одном валу вращаются с одинаковой частотой. Мощность передаётся дальше (за вычетом потерь), поэтому при уменьшении частоты вращения крутящий момент растёт: T₂ = T₁·(N₂/N₁)·η, а P = T·ω, где ω = 2π·n/60.
Момент двигателя
ω₁ = 2π·960/60 = 100,5 rad/s
T1 = P/ω₁ = 1100/100,5 = 10,94 N·m
Выходной крутящий момент
T2 = 10,94·72/36·0,96 = 21,01 N·m
Ответ
T2 = 21,01 N·m
16.Зубчатые колёса и передачи
Ответ: Tout = 95,76 N·m
Gear trains: meshing gears have the same speed at the teeth, so n₁·N₁ = n₂·N₂: the gear with fewer teeth turns faster. Gears on one shaft turn at the same speed. Power is passed on (minus losses), so torque goes up when speed goes down: T₂ = T₁·(N₂/N₁)·η, and P = T·ω with ω = 2π·n/60.
Скорость на выходе
nout = 960·(25/40)·(30/50) = 360 rpm
ωout = 2π·360/60 = 37,7 rad/s
Выходная мощность и момент
Pout = 4000·0,95² = 3610 W
Tout = Pout/ωout = 3610/37,7 = 95,76 N·m
Ответ
Tout = 95,76 N·m
17.Пружины и маятники
Ответ: v = 1,727 m/s
Simple harmonic motion: a mass m on a spring of stiffness k oscillates with angular frequency ω = √(k/m) and period T = 2π/ω = 2π·√(m/k). A simple pendulum of length L has T = 2π·√(L/g). With amplitude A, the largest speed is A·ω, the largest acceleration A·ω² and the energy ½·k·A².
Угловая частота
ω = √(290/0,7) = 20,35 rad/s
Скорость в точке x
v = ω·√(A² − x²) = 20,35·√(0,11² − 0,07²) = 1,727 m/s
Ответ
v = 1,727 m/s
18.Пружины и маятники
Ответ: K = 0,399 J
Simple harmonic motion: a mass m on a spring of stiffness k oscillates with angular frequency ω = √(k/m) and period T = 2π/ω = 2π·√(m/k). A simple pendulum of length L has T = 2π·√(L/g). With amplitude A, the largest speed is A·ω, the largest acceleration A·ω² and the energy ½·k·A².
Полная энергия
E = ½·k·A² = ½·140·0,11² = 0,847 J
Энергия пружины в точке x
U = ½·k·x² = ½·140·0,08² = 0,448 J
Кинетическая энергия
K = 0,847 − 0,448 = 0,399 J
Ответ
K = 0,399 J
19.Механические колебания
Ответ: fd = 2,667 Hz
Свободные колебания системы «масса–пружина»: собственная частота без демпфирования ωn = √(k/m) в rad/s и fn = ωn/(2π) в Hz. Вязкий демпфер c даёт коэффициент демпфирования ζ = c/cc, где критическое демпфирование cc = 2·√(k·m) = 2·m·ωn. Система со слабым демпфированием (ζ < 1) колеблется с частотой ωd = ωn·√(1 − ζ²). Жёсткости параллельных пружин складываются, k = k₁ + k₂; у последовательных складываются обратные величины, 1/k = 1/k₁ + 1/k₂.
Собственная частота без демпфирования
ωn = √(80000/250) = 17,89 rad/s
fn = 17,89/(2π) = 2,847 Hz
Частота затухающих колебаний
fd = fn·√(1 − ζ²) = 2,847·√(1 − 0,35²) = 2,667 Hz
Ответ
fd = 2,667 Hz
20.Механические колебания
Ответ: fn = 5,513 Hz
Свободные колебания системы «масса–пружина»: собственная частота без демпфирования ωn = √(k/m) в rad/s и fn = ωn/(2π) в Hz. Вязкий демпфер c даёт коэффициент демпфирования ζ = c/cc, где критическое демпфирование cc = 2·√(k·m) = 2·m·ωn. Система со слабым демпфированием (ζ < 1) колеблется с частотой ωd = ωn·√(1 − ζ²). Жёсткости параллельных пружин складываются, k = k₁ + k₂; у последовательных складываются обратные величины, 1/k = 1/k₁ + 1/k₂.
Эквивалентная жёсткость
Расположенные рядом пружины имеют одинаковую деформацию, а их силы складываются, поэтому жёсткости просто складываются: k = k1 + k2.