Номер 4, страница 91 - гдз по физике 10 класс учебник Хижнякова, Синявина

Механика. Глава 3. Динамика. Параграф 17. Сила упругости. Закон Гука. Вопросы - номер 4, страница 91.

Условие.

4. Для каких деформаций справедлив закон Гука?

Решение.

Закон Гука устанавливает линейную зависимость между силой упругости, возникающей в теле при его деформации, и величиной этой деформации. Формулировка закона гласит: сила упругости, возникающая при деформации тела, прямо пропорциональна его удлинению (или сжатию) и направлена в сторону, противоположную смещению частиц тела. Математически закон Гука выражается формулой:

$F_{упр} = -k \cdot \Delta l$

где $F_{упр}$ – сила упругости, $\text{k}$ – коэффициент жёсткости материала, а $\Delta l$ – абсолютное изменение длины тела.

Данный закон справедлив не для всех деформаций, а только для упругих деформаций. Упругой называется такая деформация, которая полностью исчезает после прекращения действия внешней силы, и тело полностью восстанавливает свои первоначальные размеры и форму. Это означает, что связь между атомами и молекулами в материале не нарушается необратимо.

Закон Гука имеет предел применимости, который называется пределом пропорциональности. Если внешняя сила вызывает деформацию, превышающую этот предел, то линейная зависимость между силой и удлинением нарушается. При дальнейшем увеличении силы достигается предел упругости, после которого деформация становится пластической (остаточной), и тело не возвращается к первоначальной форме после снятия нагрузки. Для пластических деформаций закон Гука не выполняется.

Следовательно, закон Гука применим только для малых упругих деформаций, таких как растяжение, сжатие, изгиб и сдвиг, пока они не превышают предел упругости материала.

Ответ: Закон Гука справедлив только для упругих деформаций, не превышающих предел пропорциональности материала.