Номер 2, 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 2, страница 109.

Условие.

Решение.

Решение 3.

Закон Гука устанавливает связь между силой упругости, возникающей в теле при его деформации, и величиной этой деформации. Формулировка закона: сила упругости, возникающая при растяжении или сжатии тела, прямо пропорциональна его удлинению (или сжатию).

Математически закон Гука выражается формулой:

$F_{упр} = -kx$

где $F_{упр}$ — сила упругости, $k$ — коэффициент жёсткости (характеристика тела или материала), а $x$ — удлинение или сжатие тела (величина деформации). Знак «минус» в формуле указывает на то, что сила упругости всегда направлена в сторону, противоположную смещению частиц тела от их положения равновесия, то есть стремится вернуть тело в исходное состояние.

Закон Гука является фундаментальным в теории упругости, но он справедлив не всегда, а только при выполнении определённых условий:

• Деформация должна быть упругой. Упругая деформация — это такая деформация, которая полностью исчезает после прекращения действия внешней силы, и тело восстанавливает свою первоначальную форму и размеры. Если после снятия нагрузки в теле остаются остаточные деформации (пластическая деформация), закон Гука не выполняется.
• Деформация должна быть малой. Закон Гука является линейным приближением и выполняется с высокой точностью только для малых деформаций. Для каждого материала существует предел, называемый пределом пропорциональности. Это максимальное напряжение, до которого деформация прямо пропорциональна приложенной силе. Если нагрузка превышает этот предел, зависимость перестаёт быть линейной, и закон Гука нарушается, даже если деформация ещё остается упругой (до предела упругоosti).

Таким образом, можно обобщить, что закон Гука — это закон для малых упругих деформаций.

Ответ: Закон Гука выполняется при условии, что деформации тела являются упругими и малыми, то есть не превышают предел пропорциональности для данного материала.