ГДЗ до параграфа 24: Закон Гука. Динамометр - Фізика 7 клас (Бар’яхтар, 2024)

1. Дайте означення видовження.

Видовження – це фізична величина, яка дорівнює зміні довжини тіла при деформації розтягнення або стиснення.

2. Сформулюйте закон Гука. Які межі його застосування?

Закон Гука: у межах пружної деформації сила пружності прямо пропорційна видовженню тіла. Закон застосовний лише для пружних деформацій.

3. Схарактеризуйте жорсткість як фізичну величину.

Жорсткість – це фізична величина, яка характеризує здатність тіла чинити опір деформації. Одиниця в СІ – ньютон на метр (Н/м).

4. Від чого залежить жорсткість тіла?

Жорсткість залежить від форми, розмірів та матеріалу, з якого виготовлено тіло.

5. Чи залежить жорсткість тіла від видовження?

У межах застосування закону Гука жорсткість тіла не залежить від видовження.

6. Який прилад застосовують для вимірювання сили? Як він працює?

Для вимірювання сили застосовують динамометр. Його дія ґрунтується на законі Гука: прикладена сила спричиняє пружну деформацію пружини, за величиною якої судять про значення сили.

1. Розтягнута пружина має довжину 12 см. Якою є довжина недеформованої пружини, якщо видовження дорівнює 20 мм?

l = 12 см; x = 20 мм = 2 см. l₀ = l - x = 12 см - 2 см = 10 см.

2. Жорсткість пружини становить 20 Н/м. Яку силу потрібно прикласти до пружини, щоб розтягти її на 0,1 м?

k = 20 Н/м; x = 0,1 м. F = k⋅x = 20 Н/м ⋅ 0,1 м = 2 Н.

3. За поданими силою пружності та видовженням пружини визначте жорсткість пружини:

4. Скориставшись законом Гука, знайдіть значення фізичних величин:

5. Якщо стиснути пружину на 7 см, виникає сила пружності 2,8 кН. Якою буде сила пружності, якщо пружину стиснути на 4,2 мм?

Розв'язання:

1) Знайдемо жорсткість: k = F₁/x₁ = 2800 Н / 0,07 м = 40000 Н/м.

2) Знайдемо нову силу: F₂ = k⋅x₂ = 40000 Н/м ⋅ 0,0042 м = 168 Н.

6. За графіками... визначте жорсткості пружин 1 і 2. Обчисліть видовження пружин у разі прикладення сили 25 Н.

Пружина 1: З графіка бачимо, що силі 20 Н відповідає видовження 1 см. k₁ = 20 Н / 0,01 м = 2000 Н/м = 20 Н/см. Видовження при 25 Н: x₁ = F/k₁ = 25 Н / 2000 Н/м = 0,0125 м = 1,25 см.

Пружина 2: З графіка бачимо, що силі 50 Н відповідає видовження 2 см. k₂ = 50 Н / 0,02 м = 2500 Н/м = 25 Н/см. Видовження при 25 Н: x₂ = F/k₂ = 25 Н / 2500 Н/м = 0,01 м = 1 см.

7. Дві пружини жорсткостями 40 Н/м і 50 Н/м з’єднані послідовно. Знайдіть видовження цієї системи пружин, якщо до неї прикласти силу F= 10 Н. Визначте жорсткість системи.

Розв'язання:

1) Видовження кожної пружини: x₁ = F/k₁ = 10/40 = 0,25 м; x₂ = F/k₂ = 10/50 = 0,2 м.

2) Загальне видовження: x = x₁ + x₂ = 0,25 + 0,2 = 0,45 м.

3) Загальна жорсткість: k = F/x = 10 Н / 0,45 м ≈ 22,2 Н/м.