Номер 3, страница 65 - гдз по физике 8 класс учебник Пурышева, Важеевская

Глава 2. Механические свойства жидкостей, газов и твёрдых тел. Параграф 16. Деформация твёрдых тел. Виды деформации. Задание 16 - номер 3, страница 65.

Условие.

3. Постройте график зависимости силы упругости от удлинения, если жёсткость резинового жгута $5 \frac{\text{Н}}{\text{М}}$. Определите по графику удлинение жгута, если в нём возникает сила упругости $2 \text{ Н}$.

Решение.

Дано:

Жёсткость резинового жгута, $k = 5 \frac{Н}{м}$

Сила упругости, $F_{упр} = 2 \text{ Н}$

Все данные представлены в системе СИ.

Найти:

1. Построить график зависимости силы упругости $F_{упр}$ от удлинения $\Delta l$.

2. Определить по графику удлинение $\Delta l$ при $F_{упр} = 2 \text{ Н}$.

Решение:

1. Зависимость силы упругости от удлинения описывается законом Гука:

$F_{упр} = k \cdot \Delta l$

Подставим известное значение жёсткости $k = 5 \frac{Н}{м}$:

$F_{упр} = 5 \cdot \Delta l$

Эта формула представляет собой линейную зависимость, графиком которой является прямая линия, проходящая через начало координат. Для построения графика достаточно двух точек. Составим таблицу значений:

• При $\Delta l = 0 \text{ м}$, $F_{упр} = 5 \cdot 0 = 0 \text{ Н}$. Точка (0; 0).
• При $\Delta l = 0.5 \text{ м}$, $F_{упр} = 5 \cdot 0.5 = 2.5 \text{ Н}$. Точка (0.5; 2.5).
• При $\Delta l = 1 \text{ м}$, $F_{упр} = 5 \cdot 1 = 5 \text{ Н}$. Точка (1; 5).

Построим график, откладывая по оси абсцисс удлинение $\Delta l$ в метрах, а по оси ординат — силу упругости $F_{упр}$ в ньютонах.

2. Чтобы определить удлинение жгута при силе упругости 2 Н, найдём на вертикальной оси (оси $F_{упр}$) значение 2 Н. Проведём от этой точки горизонтальную линию до пересечения с графиком. Из точки пересечения опустим перпендикуляр на горизонтальную ось (ось $\Delta l$). Точка, в которую попадёт перпендикуляр, и будет искомым удлинением.

Как видно из графика (показано красными пунктирными линиями), при $F_{упр} = 2 \text{ Н}$ удлинение составляет $\Delta l = 0.4 \text{ м}$.

Проверим результат вычислением:

$\Delta l = \frac{F_{упр}}{k} = \frac{2 \text{ Н}}{5 \frac{Н}{м}} = 0.4 \text{ м}$

Расчёт подтверждает значение, полученное из графика.

Ответ: Удлинение жгута составляет 0.4 м.