Номер 1, страница 109 - гдз по физике 10 класс учебник Мякишев, Буховцев

Вопросы к параграфу. Параграф 34. Деформация и сила упругости. Закон Гука. Глава 3. Силы в механике - номер 1, страница 109.

Условие.

Решение.

Решение 3.

Силы упругости возникают при деформации тела, то есть при любом изменении его формы или объема под действием внешних сил. Деформация является ключевым и обязательным условием для появления этих сил.

Рассмотрим этот процесс более подробно:

• Определение деформации: Деформация — это изменение взаимного расположения частиц тела, которое приводит к изменению его геометрических размеров (например, длины, площади) или формы. Примерами деформации могут служить растяжение или сжатие пружины, изгиб доски, скручивание стержня.
• Природа силы упругости: На микроскопическом уровне все тела состоят из атомов и молекул, которые находятся на определенных расстояниях друг от друга, соответствующих состоянию равновесия. В этом состоянии силы притяжения и отталкивания между частицами сбалансированы. При деформации (например, растяжении) расстояния между частицами увеличиваются, и начинают преобладать силы притяжения, стремящиеся вернуть их обратно. При сжатии, наоборот, расстояния уменьшаются, и преобладающими становятся силы отталкивания. Совокупность этих электромагнитных сил взаимодействия между частицами и представляет собой макроскопическую силу упругости.
• Свойства силы упругости: Сила упругости всегда направлена так, чтобы противодействовать деформации и восстановить первоначальное состояние тела. Она перпендикулярна поверхности соприкосновения тел (сила реакции опоры) или направлена вдоль оси деформированного тела (сила натяжения нити, сила упругости пружины).
• Закон Гука: В пределах упругой деформации (когда тело полностью восстанавливает свою форму после прекращения внешнего воздействия) величина силы упругости пропорциональна величине деформации. Для случая растяжения или сжатия это выражается законом Гука: $F_{упр} = -k \cdot \Delta l$ где $F_{упр}$ — сила упругости, $k$ — коэффициент жесткости материала, а $\Delta l$ — абсолютное удлинение (изменение длины) тела. Знак «минус» показывает, что сила упругости направлена в сторону, противоположную смещению частиц тела от положения равновесия.

Таким образом, как только к телу прикладывается внешняя сила, вызывающая изменение его формы или объема, в нем мгновенно возникают внутренние силы упругости, компенсирующие это внешнее воздействие.

Ответ: Силы упругости появляются при деформации тела, то есть при изменении его формы и/или объема.