Глава 1. § 17. Сила упругости — с. 81
§ 17. Вопрос 1. При каких условиях возникает деформация тела?
Деформация возникает, когда на тело действуют другие тела (силы), в результате чего меняются взаимное расположение частей тела, его форма или размеры: тело растягивают, сжимают, изгибают, скручивают, сдвигают. Если тело закреплено или удерживается опорой, а к нему приложена сила, оно деформируется.
§ 17. Вопрос 2. Что является причиной возникновения силы упругости?
Причина силы упругости — деформация тела. При деформации частицы вещества смещаются из положений равновесия, и между ними возникают силы, стремящиеся вернуть телу прежнюю форму и размеры. Эти силы и есть сила упругости; она исчезает, когда деформация исчезает.
§ 17. Вопрос 3. Сформулируйте закон Гука. Запишите формулу, выражающую этот закон.
Закон Гука: возникающая при деформации сила упругости прямо пропорциональна удлинению тела.
Формула: Fупр = k|x|, где k — жёсткость тела (Н/м), |x| — удлинение, т. е. модуль разности длин тела в деформированном и недеформированном состояниях. В векторной форме F⃗упр = −k x⃗: сила упругости направлена противоположно смещению (деформации).
Формула: Fупр = k|x|, где k — жёсткость тела (Н/м), |x| — удлинение, т. е. модуль разности длин тела в деформированном и недеформированном состояниях. В векторной форме F⃗упр = −k x⃗: сила упругости направлена противоположно смещению (деформации).
§ 17. Вопрос 4. При каких условиях выполняется закон Гука?
Закон Гука выполняется для малых упругих деформаций, т. е. таких, после которых тело полностью восстанавливает прежнюю форму и размеры. При больших деформациях, особенно пластических, зависимость силы от удлинения перестаёт быть прямо пропорциональной.
§ 17. Вопрос 5. Деформация какого тела вызывает появление силы упругости в следующих случаях: мальчик нагибает ветку яблони; кубик находится в равновесии на наклонной плоскости; силу измеряют динамометром?
1) Ветка яблони: сила упругости возникает из-за деформации (изгиба) самой ветки; она действует на руки мальчика.
2) Кубик на наклонной плоскости: сила реакции опоры возникает из-за деформации плоскости (опоры), которую слегка продавливает кубик; кубик при этом тоже немного деформируется.
3) Динамометр: сила упругости возникает из-за деформации (растяжения) пружины динамометра; по её удлинению и судят о силе.
2) Кубик на наклонной плоскости: сила реакции опоры возникает из-за деформации плоскости (опоры), которую слегка продавливает кубик; кубик при этом тоже немного деформируется.
3) Динамометр: сила упругости возникает из-за деформации (растяжения) пружины динамометра; по её удлинению и судят о силе.