Дополнительные задания: Объясните, почему график зависимости силы упругости от деформации проходит через начало координат. Что произойдёт с графиком, если взять более жёсткую пружину? Начертите примерный график. Почему закон Гука выполняется только для малых деформаций? Определите по своим данным, какую силу нужно приложить, чтобы растянуть пружину на 8 см. Можно ли пользоваться законом Гука для такого удлинения?

Почему график проходит через начало координат. При отсутствии деформации идеальная пружина не испытывает упругого растяжения, поэтому сила упругости равна нулю. Следовательно, график зависимости \(F(x)\) проходит через точку \((0;0)\).

Более жёсткая пружина. При одинаковом удлинении для неё нужна большая сила: коэффициент \(k\) больше, поэтому прямая становится круче. На рисунке показана схема для условного примера: менее жёсткая пружина — \(k=50\text{ Н/м}\), более жёсткая — \(k=100\text{ Н/м}\).

Почему закон Гука применим только при малых деформациях. При достаточно большом растяжении материал может выйти за пределы упругой деформации: зависимость силы от удлинения перестаёт быть линейной, а после снятия нагрузки пружина может не вернуться к исходной длине.

Сила для удлинения 8 см. В условном примере используем графическую оценку \(k\approx48.5\text{ Н/м}\). Переводим удлинение: \(8\text{ см}=0.08\text{ м}\). По закону Гука \(F=kx\approx48.5\cdot0.08=3.88\text{ Н}\). Это условная оценка: по изображению не видны реальные измерения и предел упругой деформации данной пружины.

Поэтому нельзя уверенно установить, применим ли закон Гука при удлинении 8 см именно к пружине из опыта. Это допустимо только если экспериментально подтверждена линейность графика до такого удлинения и не превышен предел упругости.

Ответ: более жёсткой пружине соответствует более крутая прямая; для удлинения 8 см условная оценка силы — около 3.9 Н, но применимость закона Гука при таком удлинении требует проверки.