Номер 5, страница 78 - гдз по физике 7 класс учебник Пурышева, Важеевская

5. Что вы можете сказать о направлении силы упругости?

5. Сила упругости — это сила, возникающая в теле в результате его деформации и стремящаяся вернуть тело в его первоначальное, недеформированное состояние. Исходя из этого определения, можно сделать однозначный вывод о ее направлении.

Направление силы упругости всегда противоположно направлению смещения (деформации) частиц тела относительно их положения равновесия. Это означает, что сила упругости всегда "сопротивляется" деформации.

Рассмотрим это на конкретных примерах:

1. Растяжение. Если мы растягиваем пружину или резиновый жгут, мы смещаем его частицы от их первоначального положения. Сила упругости, возникающая в пружине, будет направлена внутрь, к центру, стремясь сжать пружину до исходной длины.

2. Сжатие. Если мы сжимаем пружину, мы также смещаем ее частицы, но уже навстречу друг другу. В этом случае сила упругости будет направлена наружу, стремясь распрямить пружину и вернуть ее к первоначальной длине.

Этот фундаментальный принцип mathematically описывается законом Гука для упругих деформаций. В векторной форме закон выглядит так: $ \vec{F}_{упр} = -k\vec{x} $ где:

• $ \vec{F}_{упр} $ — вектор силы упругости.
• $ k $ — коэффициент жесткости материала (всегда положительное значение).
• $ \vec{x} $ — вектор смещения (деформации), который показывает, насколько и в каком направлении тело было деформировано от своего положения равновесия.

Знак «минус» в этой формуле является ключевым. Он математически выражает тот факт, что вектор силы упругости $ \vec{F}_{упр} $ всегда направлен в сторону, прямо противоположную вектору смещения $ \vec{x} $.

То же самое справедливо и для других видов деформаций, таких как изгиб, сдвиг или кручение. Например, сила реакции опоры, являющаяся проявлением силы упругости, всегда направлена перпендикулярно поверхности, предотвращая проникновение одного тела в другое.

Ответ: Сила упругости всегда направлена в сторону, противоположную направлению деформации (смещения частиц тела от положения равновесия), и стремится вернуть тело в его первоначальное, недеформированное состояние.