Номер 4, страница 97 - гдз по физике 10 класс учебник Грачев, Погожев

Вопросы. Параграф 15. Сила. Измерение сил. Глава 3. Динамика. Механика - номер 4, страница 97.

Условие.

4. Что может быть эталоном силы?

Решение.

Эталоном силы не является какой-то один конкретный физический объект (в отличие, например, от ранее существовавшего эталона килограмма). Эталон силы основан на определении единицы силы в Международной системе единиц (СИ) — ньютона (Н).

Согласно второму закону Ньютона, сила равна произведению массы тела на сообщаемое этой силой ускорение:

$F = m \cdot a$

Единица силы, 1 ньютон, определяется как сила, которая придаёт телу массой 1 килограмм ускорение 1 метр в секунду за секунду ($1 \text{ м/с}^2$).

$1 \text{ Н} = 1 \text{ кг} \cdot \frac{\text{м}}{\text{с}^2}$

Таким образом, эталон силы является производным и базируется на эталонах основных единиц СИ: массы (килограмм), длины (метр) и времени (секунда).

На практике для воспроизведения эталонной силы используют силовоспроизводящие машины. Наиболее точными являются машины, использующие силу тяжести, действующую на эталонные гири. В таких установках известная сила создаётся весом гирь известной массы $m$ в поле с точно измеренным ускорением свободного падения $g$:

$P = m \cdot g$

Эти машины служат первичными эталонами, с помощью которых поверяют и калибруют другие измерительные приборы (например, динамометры).

В более простом, учебном смысле, эталоном силы в 1 Н можно условно считать силу тяжести, действующую на тело массой примерно 102 грамма ($m \approx 0.102 \text{ кг}$), так как ускорение свободного падения на Земле примерно равно $9.8 \text{ м/с}^2$.

Ответ: Эталоном силы является не конкретный предмет, а реализация определения единицы силы — ньютона. 1 ньютон — это сила, которая массе в 1 кг сообщает ускорение в 1 м/с². Практически эталон воспроизводят с помощью специальных установок (силовоспроизводящих машин), которые создают силу, равную весу эталонных масс в гравитационном поле с точно известным ускорением свободного падения.