Номер 13, страница 71 - гдз по физике 10 класс учебник часть 1 Генденштейн, Дик

Механика. Глава 2. Динамика. Параграф 8. Силы в механике. Сила упругости - номер 13, страница 71.

Условие.

13. Может ли сила упругости действовать в том случае, когда деформация тела незаметна? Подтвердите свой ответ примером.

Решение.

Да, сила упругости может действовать в том случае, когда деформация тела незаметна. Более того, практически любая сила, приложенная к твердому телу, вызывает в нем незаметную для глаза деформацию и, как следствие, появление силы упругости.

Сила упругости возникает при любом изменении формы или размера тела (деформации). Это происходит потому, что частицы (атомы, молекулы) тела смещаются со своих положений равновесия, и между ними возникают силы, стремящиеся вернуть их в исходное состояние. Согласно закону Гука, для упругих деформаций сила упругости $F_{упр}$ пропорциональна величине деформации $\text{x}$: $F_{упр} = -kx$, где $\text{k}$ — жесткость тела. Из этой формулы следует, что даже при очень малой, микроскопической деформации, невидимой глазу, будет возникать сила упругости. Абсолютно недеформируемых тел в природе не существует.

Подтверждение примером:

Рассмотрим книгу, которая лежит на горизонтальном столе. На книгу действует сила тяжести, направленная вниз. Однако книга находится в покое, что согласно первому закону Ньютона означает, что действие силы тяжести скомпенсировано другой силой. Эта сила — сила упругости со стороны стола, которую также называют силой нормальной реакции опоры. Она возникает из-за того, что вес книги вызывает деформацию (небольшой прогиб) поверхности стола. Этот прогиб настолько мал, что мы его не видим, но его достаточно для возникновения силы упругости, которая уравновешивает вес книги и не дает ей упасть. Если бы стол не деформировался, сила упругости не возникла бы.

Ответ: Да, сила упругости может действовать при незаметной деформации. Например, книга, лежащая на столе, вызывает его незаметный прогиб, который порождает силу упругости (силу реакции опоры), удерживающую книгу от падения.