Номер 2, страница 107 - гдз по физике 7 класс учебник Башарулы, Тезекеев

2. Как формулируется закон Гука?

2. Как формулируется закон Гука?

Закон Гука — это один из фундаментальных законов механики, описывающий упругое поведение твердых тел при малых деформациях. Он был сформулирован английским ученым Робертом Гуком в 1660 году.

Словесная формулировка закона: сила упругости, возникающая в теле при его деформации (например, растяжении или сжатии), прямо пропорциональна величине этой деформации и направлена в сторону, противоположную смещению частиц тела.

Математически закон Гука для одномерного случая (например, для пружины или стержня) записывается в виде формулы:

$F_{упр} = -kx$

В этой формуле:

• $F_{упр}$ — это сила упругости, измеряемая в ньютонах (Н). Она представляет собой внутреннюю силу, которая стремится вернуть тело в его первоначальное, недеформированное состояние.

• $k$ — это коэффициент жесткости (также называемый коэффициентом упругости или жесткостью пружины). Этот коэффициент характеризует способность тела сопротивляться деформации. Он измеряется в ньютонах на метр (Н/м) и зависит от материала, формы и размеров тела.

• $x$ — это деформация (удлинение или сжатие) тела, то есть изменение его длины по сравнению с первоначальной. Деформация измеряется в метрах (м). Часто ее также обозначают как $\Delta l$.

Знак «минус» в формуле указывает на то, что сила упругости всегда направлена в сторону, противоположную направлению деформации. Если пружину растянуть (смещение $x$ положительно), сила упругости будет направлена к положению равновесия (в отрицательном направлении). Если пружину сжать (смещение $x$ отрицательно), сила упругости будет выталкивать ее обратно к положению равновесия (в положительном направлении).

Важно подчеркнуть, что закон Гука является приближенным. Он точно выполняется только для упругих деформаций, не превышающих так называемый предел упругости. За этим пределом зависимость между силой и деформацией становится нелинейной, и могут возникнуть необратимые (пластические) деформации.

Для описания деформации сплошных сред используется обобщенная форма закона Гука, которая связывает механическое напряжение $\sigma$ и относительную деформацию $\epsilon$. В простом случае для одноосного растяжения она имеет вид: $\sigma = E \cdot \epsilon$, где $E$ — модуль Юнга (модуль упругости материала).

Ответ: Закон Гука гласит, что сила упругости ($F_{упр}$), возникающая при упругой деформации тела, прямо пропорциональна величине этой деформации ($x$) и направлена в сторону, противоположную смещению. Математически это выражается формулой $F_{упр} = -kx$, где $k$ является коэффициентом жесткости тела. Закон справедлив для малых деформаций в пределах упругости материала.