Номер 4, страница 97 - гдз по физике 7 класс учебник Кронгарт, Даданбеков

4. Каков физический смысл жесткости?

4. Каков физический смысл жесткости?

Жесткость (также известная как коэффициент упругости или коэффициент жесткости) — это физическая величина, которая является мерой способности упругого тела сопротивляться деформации (изменению формы или размера) при приложении к нему силы. Жесткость обычно обозначается буквой $k$.

Эта величина является ключевым параметром в законе Гука, который описывает поведение упругих тел. Закон Гука утверждает, что сила упругости $F_{упр}$, возникающая в теле при деформации, прямо пропорциональна величине этой деформации (удлинению или сжатию) $\Delta l$ (или $x$). В виде формулы это записывается так:

$F_{упр} = k \cdot |\Delta l|$

Из этой формулы можно выразить коэффициент жесткости:

$k = \frac{F_{упр}}{|\Delta l|}$

Именно эта формула и раскрывает физический смысл жесткости. Физический смысл жесткости состоит в том, что она численно равна силе, которую необходимо приложить к телу, чтобы его длина изменилась на единицу.

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

Например, если жесткость пружины равна 100 Н/м, это означает, что для растяжения (или сжатия) этой пружины на 1 метр необходимо приложить силу 100 Н. Если приложить силу 200 Н, пружина растянется на 2 метра.

Важно понимать, что жесткость — это не свойство самого материала в чистом виде, а характеристика конкретного тела. Она зависит от:

1. Материала, из которого изготовлено тело (например, стальная пружина будет значительно жестче резиновой).

2. Геометрических размеров и формы тела (например, для пружины — от диаметра проволоки, диаметра витков и их числа; для стержня — от его длины и площади поперечного сечения).

Таким образом, чем больше жесткость тела, тем труднее его деформировать, и наоборот, тело с малой жесткостью является более податливым.

Ответ: Физический смысл жесткости заключается в том, что она численно равна силе, которую необходимо приложить к телу, чтобы изменить его длину (растянуть или сжать) на единицу длины (например, на 1 метр).