Номер 11, страница 70 - гдз по физике 10 класс учебник часть 1 Генденштейн, Дик

Механика. Глава 2. Динамика. Параграф 8. Силы в механике. Сила упругости - номер 11, страница 70.

Условие.

11. Какие силы действуют на вас сейчас?

Решение.

На человека, находящегося в состоянии покоя (например, сидящего на стуле или стоящего на полу), в любой момент времени действует несколько сил. Рассмотрим основные из них, предполагая, что человек находится в состоянии покоя на горизонтальной поверхности.

1. Сила тяжести ($F_т$)

Это сила, с которой Земля притягивает к себе все тела, находящиеся на её поверхности или вблизи неё. Сила тяжести всегда направлена вертикально вниз, к центру Земли. Она является проявлением закона всемирного тяготения. Рассчитывается по формуле второго закона Ньютона: $F_т = m \cdot g$, где $\text{m}$ – масса человека, а $\text{g}$ – ускорение свободного падения, которое у поверхности Земли составляет примерно $9.8 \, м/с^2$.

2. Сила нормальной реакции опоры ($\text{N}$)

Это сила, с которой опора (пол, стул и т.д.) действует на тело, не давая ему провалиться. Согласно третьему закону Ньютона, эта сила возникает как противодействие силе, с которой тело давит на опору (эта сила называется весом тела). Сила нормальной реакции опоры направлена перпендикулярно поверхности опоры. Если человек стоит на горизонтальной поверхности, сила реакции опоры направлена вертикально вверх. Поскольку человек находится в покое, его ускорение равно нулю. По второму закону Ньютона, это означает, что сумма всех сил, действующих на него, равна нулю. В вертикальном направлении это означает, что сила реакции опоры по модулю равна силе тяжести: $N = F_т = m \cdot g$.

Другие силы

Помимо двух основных, на человека действуют и другие силы, которые, как правило, очень малы и ими можно пренебречь в повседневных расчетах:

• Выталкивающая сила (сила Архимеда): Воздух, как и любая среда, оказывает выталкивающее действие на погруженное в него тело. Эта сила направлена вверх, но из-за низкой плотности воздуха её величина ничтожно мала по сравнению с силой тяжести.
• Силы гравитационного притяжения со стороны других объектов: На нас действуют силы притяжения со стороны Луны, Солнца и других небесных тел. Однако из-за огромных расстояний до этих объектов их гравитационное влияние на нас несравнимо слабее, чем влияние Земли.

Таким образом, в состоянии покоя основные силы, действующие на человека, скомпенсированы, и их векторная сумма (равнодействующая сила) равна нулю: $\vec{F_т} + \vec{N} = 0$.

Ответ: На человека, находящегося в состоянии покоя, сейчас действуют как минимум две основные силы: сила тяжести, направленная вертикально вниз, и сила нормальной реакции опоры (со стороны стула, кресла или пола), направленная вертикально вверх. Эти две силы уравновешивают друг друга. Также действуют и другие, пренебрежимо малые силы, такие как выталкивающая сила со стороны воздуха и силы притяжения к другим небесным телам.