Номер 8, страница 70 - гдз по физике 10 класс учебник часть 1 Генденштейн, Дик

Механика. Глава 2. Динамика. Параграф 8. Силы в механике. Сила упругости - номер 8, страница 70.

Условие.

8. Расскажите о законе Гука и запишите формулу, выражающую этот закон.

Решение.

Закон Гука — это физический закон, установленный английским ученым Робертом Гуком в 1660 году. Он описывает связь между силой, приложенной к упругому телу, и его деформацией (растяжением, сжатием, сдвигом).

Формулировка закона: сила упругости, возникающая в упруго деформированном теле, прямо пропорциональна величине деформации (удлинению или сжатию) и направлена в сторону, противоположную направлению смещения частиц тела при деформации.

Этот закон справедлив только для малых деформаций, пока не превышен так называемый предел упругости материала. Если деформация превышает этот предел, в теле возникают остаточные (пластические) деформации, и зависимость между силой и деформацией становится нелинейной.

Математически закон Гука выражается следующей формулой:

$F_{упр} = -kx$

где:

$F_{упр}$ – сила упругости, измеряется в ньютонах (Н). Она стремится вернуть тело в первоначальное, недеформированное состояние.

$\text{k}$ – коэффициент жесткости (или коэффициент упругости) тела. Он зависит от материала, формы и размеров тела. Измеряется в ньютонах на метр (Н/м).

$\text{x}$ – деформация тела (удлинение или сжатие), то есть изменение его длины по сравнению с первоначальной. Измеряется в метрах (м).

Знак «минус» в формуле показывает, что вектор силы упругости всегда направлен в сторону, противоположную вектору деформации. Для вычисления модуля силы упругости часто используют формулу без знака «минус»: $F_{упр} = k|x|$.

Ответ: Закон Гука гласит, что сила упругости, возникающая при деформации тела, прямо пропорциональна величине этой деформации и направлена в сторону, противоположную смещению. Формула, выражающая этот закон: $F_{упр} = -kx$.