Номер 3, страница 107 - гдз по физике 7 класс учебник Башарулы, Тезекеев

3. Что называется жесткостью пружины? Какой формулой она определяется?

3. Жесткость пружины (также называемая коэффициентом упругости или коэффициентом жесткости) — это физическая величина, которая характеризует свойство пружины или другого упругого тела сопротивляться деформации (растяжению или сжатию) под действием приложенной силы. Численно жесткость показывает, какую силу необходимо приложить к телу, чтобы изменить его длину на единицу (например, на 1 метр).

Жесткость является коэффициентом пропорциональности в законе Гука. Этот закон гласит, что для упругих деформаций сила упругости, возникающая в теле, прямо пропорциональна его деформации и направлена в сторону, противоположную этой деформации. Математически закон Гука записывается так:

$F_{упр} = -k \cdot x$

Здесь $F_{упр}$ — это сила упругости, $k$ — коэффициент жесткости, а $x$ — деформация (удлинение или сжатие) пружины. Знак «минус» указывает, что сила упругости всегда стремится вернуть тело в исходное, недеформированное состояние.

Для определения величины (модуля) жесткости используют формулу, выраженную через модули силы и деформации:

$k = \frac{|F_{упр}|}{|x|}$

Так как в состоянии равновесия модуль внешней силы $F$, приложенной к пружине, равен модулю возникающей в ней силы упругости $|F| = |F_{упр}|$, то для расчета жесткости чаще используют формулу:

$k = \frac{F}{|x|}$

где $F$ — это модуль внешней силы, вызывающей деформацию, а $|x|$ — модуль деформации.

В Международной системе единиц (СИ) жесткость измеряется в ньютонах на метр (Н/м).

Ответ: Жесткость пружины — это физическая величина, характеризующая её упругие свойства и численно равная отношению модуля силы упругости к модулю вызванной ею деформации. Жесткость определяется по формуле, следующей из закона Гука: $k = \frac{F}{|x|}$, где $F$ — модуль приложенной силы, а $|x|$ — модуль деформации.