Номер 15.9, страница 50 - гдз по физике 7-9 класс сборник задач Лукашик, Иванова

§ 15. Сила упругости. Вес тела. Измерение силы. Глава 2. Движение и взаимодействие тел - номер 15.9, страница 50.

15.9 [331] Под действием какой силы сокращается пружина при изменении нагрузки (рис. II-63)? Куда она направлена?

Рис. II-63

Решение

Когда пружина деформируется (в данном случае растягивается) под действием внешней силы (веса грузов), в ней возникает сила, стремящаяся вернуть пружину в исходное, недеформированное состояние. Эта сила называется силой упругости.

Величина и направление силы упругости определяются законом Гука. Сила упругости $F_{упр}$ прямо пропорциональна изменению длины пружины (её растяжению или сжатию) $\Delta x$: $F_{упр} = -k \Delta x$ где $k$ — это коэффициент жесткости пружины. Знак «минус» в формуле указывает на то, что сила упругости всегда направлена в сторону, противоположную направлению деформации.

На рисунке показаны пружины, растянутые вниз под действием грузов. Это означает, что деформация (растяжение) направлена вниз. Следовательно, возникающая в пружине сила упругости направлена вверх.

Когда нагрузка уменьшается (например, снимается один из грузов), сила тяжести, действующая на пружину, ослабевает. Сила упругости, направленная вверх, становится больше оставшейся силы тяжести и заставляет пружину сокращаться до нового положения равновесия. Если снять все грузы, то пружина сократится до своей первоначальной длины исключительно под действием силы упругости.

Ответ: Пружина сокращается под действием силы упругости. Она направлена вверх, то есть в сторону, противоположную растяжению.