Номер 6, страница 117 - гдз по физике 10 класс учебник Грачев, Погожев

Механика. Глава 3. Динамика. Параграф 18. Деформации. Сила упругости. Закон Гука. Вопросы - номер 6, страница 117.

Условие.

6. Приведите примеры сил упругости. Какова их природа?

Решение.

Примеры сил упругости
Сила упругости — это сила, которая возникает в теле в результате его деформации (изменения формы или размера) и стремится вернуть тело в исходное, недеформированное состояние. Проявления этой силы мы наблюдаем повсеместно:
- Сила в деформированной пружине: при сжатии или растяжении пружины в ней возникает сила, возвращающая её к первоначальной длине. Это используется в амортизаторах, механических весах, эспандерах.
- Сила натяжения: когда мы растягиваем резинку, верёвку или тетиву лука, в них возникает сила упругости, называемая силой натяжения.
- Сила реакции опоры: любой предмет, лежащий на поверхности (например, книга на столе), вызывает её небольшую упругую деформацию. Поверхность в ответ действует на предмет с силой упругости, направленной перпендикулярно от поверхности. Эта сила и есть сила реакции опоры.
- Сила при изгибе: согнутая ветка дерева или трамплин для прыжков в воду стремятся выпрямиться под действием внутренних сил упругости.
- Сила при столкновении: при ударе теннисного мяча о ракетку оба тела деформируются, и возникшие в них силы упругости отталкивают их друг от друга.
Для малых упругих деформаций величина силы упругости описывается законом Гука: $F_{упр} = -k \cdot \Delta x$, где $k$ — коэффициент жёсткости, а $\Delta x$ — величина деформации (удлинение или сжатие).

Ответ: Примерами сил упругости являются сила, возникающая в сжатой или растянутой пружине, сила натяжения нити, сила реакции опоры, а также силы, возникающие при изгибе, сдвиге и кручении тел.

Природа сил упругости
В основе сил упругости лежит электромагнитное взаимодействие между атомами и молекулами, из которых состоит тело. Частицы в твёрдом теле (атомы, ионы, молекулы) расположены в определённом порядке и находятся на таких расстояниях друг от друга, где силы притяжения и отталкивания между ними уравновешиваются. Это положение равновесия.
Когда к телу прикладывается внешняя сила, вызывающая деформацию, эти равновесные расстояния нарушаются.
- Если тело растягивают, расстояния между частицами увеличиваются. В этом случае начинают преобладать электромагнитные силы притяжения, которые стремятся вернуть частицы обратно в положение равновесия.
- Если тело сжимают, расстояния между частицами уменьшаются. Тогда начинают преобладать силы отталкивания их электронных оболочек, которые также стремятся вернуть частицы в исходное положение.
Таким образом, сила упругости, которую мы наблюдаем на макроуровне, является суммарным проявлением этих межатомных и межмолекулярных электромагнитных сил.

Ответ: Природа сил упругости — электромагнитная. Они возникают вследствие изменения сил взаимодействия (притяжения и отталкивания) между атомами и молекулами вещества при его деформации.