Какие силы действуют на тело, лежащее на столе и находящееся в состоянии покоя?

Соколов Андрей Михайлович

Преподаватель Физтех-лицея

Проверено учителем

Когда тело покоится на горизонтальной поверхности стола, на него действуют две основные силы, которые уравновешивают друг друга. Согласно первому закону Ньютона, если тело находится в состоянии покоя, то равнодействующая всех приложенных к нему сил равна нулю. 1. Сила тяжести ( Pmodified cap P with right arrow above или Fgmodified cap F with right arrow above sub g) Эта сила обусловлена гравитационным притяжением Земли.

  • Направление: Вертикально вниз, к центру Земли.
  • Точка приложения: Центр тяжести тела.
  • Формула: Fg=mgcap F sub g equals m g, где mm — масса тела, а gg — ускорение свободного падения (приблизительно 9,819 comma 81 м/с²).

2. Сила нормальной реакции опоры ( Nmodified cap N with right arrow above) Эта сила возникает со стороны поверхности стола в ответ на давление тела. Она имеет электромагнитную природу (межмолекулярное отталкивание).

  • Направление: Вертикально вверх, перпендикулярно поверхности стола.
  • Точка приложения: Распределена по всей площади соприкосновения тела с поверхностью (в задачах прикладывается к центру площади контакта).
  • Суть: Она препятствует «проваливанию» тела сквозь стол.

Взаимодействие и равновесие Для тела в состоянии покоя выполняется условие равновесия сил в векторном виде: N+Fg=0modified cap N with right arrow above plus modified cap F with right arrow above sub g equals 0В проекции на вертикальную ось (направленную вверх) это выглядит так: Nmg=0N=mgcap N minus m g equals 0 ⟹ cap N equals m gВажные уточнения

  1. Вес тела ( Pmodified cap P with right arrow above): Часто путают силу тяжести и вес. Вес — это сила, с которой тело действует на стол. В данном случае по третьему закону Ньютона вес равен силе реакции опоры по модулю ( P=Ncap P equals cap N), но приложен он к столу, а не к телу. Сила трения: Поскольку тело находится в покое и на него не действуют никакие сторонние горизонтальные силы, сила трения покоя в данной ситуации равна нулю. Выталкивающая сила воздуха (сила Архимеда): В строгом физическом смысле на тело также действует небольшая выталкивающая сила воздуха, направленная вверх. Однако в большинстве школьных и инженерных задач ею пренебрегают из-за ее малости по сравнению с силой тяжести.

Я могу составить для вас аналогичный разбор сил для случая, если стол будет наклонным или если на тело начнет действовать внешняя горизонтальная сила. Хотите рассмотреть такой вариант?

Форма ответа

Ваш аватар