Номер 2, страница 89 - гдз по физике 10 класс учебник Мякишев, Буховцев

Обсудить в классе. Параграф 27. Силы в природе. Глава 3. Силы в механике - номер 2, страница 89.

Условие.

Решение.

Решение 3.

Все тела состоят из молекул, которые, в свою очередь, состоят из атомов. Атомы включают в себя положительно заряженное ядро и отрицательно заряженные электроны. Несмотря на то что атомы и молекулы в целом электрически нейтральны, они представляют собой сложные системы с распределенными электрическими зарядами. Взаимодействие между этими заряженными частицами является электромагнитным по своей природе (силы кулоновского притяжения и отталкивания).

Именно эти фундаментальные электромагнитные взаимодействия на микроуровне и являются причиной возникновения макроскопических сил, таких как сила упругости и сила трения.

Сила упругости

Сила упругости возникает при деформации тела, то есть при изменении формы или объема, что на молекулярном уровне означает изменение среднего расстояния между молекулами. В недеформированном теле молекулы находятся в положении равновесия, где силы притяжения и отталкивания между ними сбалансированы.

• При растяжении тела расстояние между молекулами увеличивается. В результате электромагнитные силы притяжения (между ядром одного атома и электронными оболочками другого) становятся сильнее сил отталкивания. Возникает результирующая сила, стремящаяся вернуть молекулы в исходное положение — это и есть сила упругости.
• При сжатии тела расстояние между молекулами уменьшается. Теперь начинают преобладать электромагнитные силы отталкивания между отрицательно заряженными электронными оболочками соседних атомов. Эти силы также стремятся вернуть молекулы в положение равновесия.

Таким образом, сила упругости является макроскопическим проявлением электромагнитных сил взаимодействия между молекулами вещества.

Сила трения

Сила трения возникает при контакте двух поверхностей и их попытке перемещаться друг относительно друга. Ни одна реальная поверхность не является идеально гладкой; на микроскопическом уровне они покрыты неровностями. Поэтому фактический контакт происходит лишь в отдельных точках — на вершинах этих неровностей.

В этих точках молекулы двух соприкасающихся тел сближаются на очень малые расстояния. На таких расстояниях между ними возникают значительные электромагнитные силы притяжения (адгезия). Чтобы сдвинуть одну поверхность относительно другой, необходимо постоянно разрывать эти многочисленные молекулярные связи, на что и требуется усилие. Сопротивление, вызванное этими силами, мы и воспринимаем как силу трения.

Следовательно, сила трения также обусловлена электромагнитным взаимодействием между молекулами на поверхностях контактирующих тел.

Ответ: Силы упругости и трения имеют электромагнитную природу, поскольку они являются макроскопическим проявлением сил взаимодействия между атомами и молекулами. Эти силы, в свою очередь, обусловлены электромагнитным притяжением и отталкиванием между заряженными частицами, из которых состоят атомы (положительными ядрами и отрицательными электронами). При деформации тела (упругость) или при контакте и относительном движении поверхностей (трение) суммарное действие этих микроскопических электромагнитных сил создает наблюдаемые нами макроскопические силы.