Сила реакции опоры — это одна из важнейших сил в механике, возникающая при контактном взаимодействии тел. Ниже приведено подробное описание её физической природы и характеристик. Определение Сила реакции опоры — это сила упругости, действующая на тело со стороны поверхности соприкосновения (опоры) при их взаимном давлении. Согласно третьему закону Ньютона, если тело давит на опору с некоторой силой (весом), то опора отвечает телу силой, равной по модулю и противоположной по направлению. Именно эту ответную силу называют реакцией опоры. Направление силы Сила реакции опоры всегда направлена перпендикулярно (по нормали) к поверхности соприкосновения.
- Если поверхность горизонтальная, сила направлена вертикально вверх.
- Если поверхность наклонная, сила направлена под углом, строго перпендикулярно плоскости этой поверхности.
- Если опора представляет собой выпуклую или вогнутую поверхность, сила направлена по радиусу к центру кривизны (перпендикулярно касательной в точке касания).
В физических формулах и на чертежах эту силу чаще всего обозначают буквой (от латинского normalis — перпендикулярный). Точка приложения Сила реакции опоры приложена к самому телу, которое находится на этой опоре. Важно различать две силы:
- Вес тела ( ): приложен к опоре.
- Сила реакции опоры ( ): приложена к телу.
Точка приложения обычно выбирается в центре геометрического контакта тела с поверхностью. В задачах, где тело рассматривается как материальная точка, вектор рисуют исходящим из центра масс тела. Физическая природа По своей природе сила реакции опоры является электромагнитной. При соприкосновении тел происходит микроскопическая деформация кристаллической решетки опоры. Межатомные связи сопротивляются сжатию, возникают силы отталкивания между электронными оболочками атомов, что в макромире проявляется как упругая сила, выталкивающая тело. Математическое выражение Для тела, неподвижно лежащего на горизонтальной поверхности в поле тяжести Земли, модуль силы реакции опоры вычисляется по формуле: Если тело находится на наклонной плоскости с углом наклона : Я могу составить для вас таблицу сравнения силы реакции опоры и веса тела, чтобы наглядно показать их различия и взаимосвязь. Хотите, чтобы я это сделал?