Номер 3, страница 39 - гдз по физике 7 класс тесты Чеботарева

Глава 2. Взаимодействие тел (часть 2). Сила упругости. Закон Гука - номер 3, страница 39.

Решение.

Решение

На груз, находящийся на опоре, действуют две вертикальные силы: сила тяжести $F_{тяж}$, направленная вниз, и сила упругости $F_{упр}$ со стороны опоры, направленная вверх.

Когда груз помещают на опору, она начинает деформироваться (прогибаться). В результате этой деформации возникает сила упругости, которая стремится вернуть опору в исходное состояние. Согласно закону Гука, величина силы упругости прямо пропорциональна величине деформации. Вначале, когда деформация равна нулю, сила упругости также равна нулю.

Под действием силы тяжести груз опускается, прогибая опору. По мере увеличения прогиба растет и сила упругости. Этот процесс продолжается до тех пор, пока сила упругости не станет равной по модулю силе тяжести. В этот момент силы уравновешивают друг друга, и система (груз и опора) приходит в состояние равновесия. Груз останавливается, и дальнейшая деформация опоры прекращается.

Условие равновесия груза, согласно первому закону Ньютона, заключается в том, что векторная сумма всех действующих на него сил равна нулю:
$\vec{F}_{упр} + \vec{F}_{тяж} = 0$

Отсюда следует, что в состоянии равновесия модули этих сил равны:
$|F_{упр}| = |F_{тяж}|$

Теперь проанализируем предложенные варианты ответа.

1) Когда опора начинает прогибаться
В самом начале прогиба деформация опоры и, соответственно, сила упругости $F_{упр}$ близки к нулю. Сила тяжести $F_{тяж}$ при этом не равна нулю, следовательно, равенство $|F_{упр}| = |F_{тяж}|$ не выполняется.

Ответ: Неверно.

2) Когда, прогнувшись, опора перестаёт деформироваться
Это утверждение точно описывает момент достижения равновесия. Опора прекращает деформироваться, когда возникающая в ней сила упругости $F_{упр}$ уравновешивает силу тяжести груза $F_{тяж}$. Именно в этот момент их модули становятся равны.

Ответ: Верно.

3) Когда при снятии груза опора начинает выпрямляться
Когда груз убирают, сила тяжести $F_{тяж}$ от груза перестает действовать ($F_{тяж} = 0$). Сила упругости в деформированной опоре в этот момент еще существует и заставляет опору выпрямляться. Равенство сил не соблюдается.

Ответ: Неверно.

4) Такого равенства не бывает
Равенство сил является необходимым условием для статического равновесия, которое достигается в данной системе, когда груз покоится на опоре. Поэтому данное утверждение неверно.

Ответ: Неверно.

Ответ: 2