Номер 3, страница 81 - гдз по физике 9 класс учебник Пёрышкин, Гутник

Ответь на вопросы. § 17. Сила упругости. Глава 1. Законы движения и взаимодействия тел - номер 3, страница 81.

3. Сформулируйте закон Гука. Запишите формулу, выражающую этот закон.

Что является причиной возникновения силы упругости?

Причиной возникновения силы упругости является электромагнитное взаимодействие между атомами и молекулами, из которых состоит тело. Когда тело деформируется (растягивается, сжимается, изгибается и т. д.), расстояния между его частицами изменяются по сравнению с их положениями равновесия.

При увеличении межмолекулярных расстояний (растяжение) начинают преобладать силы межмолекулярного притяжения, которые стремятся вернуть частицы в исходное положение. При уменьшении расстояний (сжатие) доминирующими становятся силы отталкивания, которые также противодействуют деформации. Суммарное действие этих микроскопических сил и проявляется на макроуровне как сила упругости, которая всегда направлена так, чтобы восстановить первоначальную форму и объем тела.

Ответ: Причиной возникновения силы упругости является изменение сил электромагнитного взаимодействия между атомами (молекулами) тела при его деформации.

3. Сформулируйте закон Гука. Запишите формулу, выражающую этот закон.

Закон Гука: Сила упругости, возникающая в теле при его упругой деформации (растяжении или сжатии), прямо пропорциональна величине этой деформации и направлена в сторону, противоположную смещению частиц тела относительно их положения равновесия.

Этот закон математически выражается следующей формулой:

$F_{упр} = -k \cdot x$

где:

• $F_{упр}$ — сила упругости, измеряемая в ньютонах (Н).
• $k$ — коэффициент жесткости тела. Он зависит от материала, формы и размеров тела и измеряется в ньютонах на метр (Н/м).
• $x$ — удлинение или сжатие тела (величина деформации), измеряемое в метрах (м).

Знак «минус» в формуле указывает на то, что направление силы упругости всегда противоположно направлению деформации. Например, если пружину растянуть вправо ($x>0$), то сила упругости будет направлена влево.

Ответ: Закон Гука гласит, что сила упругости пропорциональна деформации тела и направлена в противоположную сторону ($F_{упр} = -kx$).

4. При каких условиях выполняется закон Гука?

Закон Гука является эмпирическим законом и выполняется не всегда, а только при соблюдении определенных условий. Главное условие — деформация тела должна быть упругой и малой.

1. Упругая деформация: Это деформация, которая полностью исчезает после прекращения действия внешней силы, и тело полностью восстанавливает свою первоначальную форму и размеры. Если деформация становится пластической (необратимой), закон Гука перестает выполняться.

2. Малая деформация: Для каждого материала существует предел пропорциональности — максимальное напряжение, до которого сохраняется прямо пропорциональная зависимость между силой и деформацией. Если деформация превышает этот предел (даже если она остается упругой), линейная зависимость, описываемая законом Гука, нарушается.

Таким образом, закон Гука справедлив только для малых упругих деформаций, не превышающих предел пропорциональности материала.

Ответ: Закон Гука выполняется только для малых упругих деформаций, не превышающих предел пропорциональности.