Номер 2, страница 92 - гдз по физике 10 класс учебник Хижнякова, Синявина

Механика. Глава 3. Динамика. Параграф 17. Сила упругости. Закон Гука. Задания и упражнения - номер 2, страница 92.

Условие.

2. На рис. 64 изображены векторы сил $\vec{N}$ и $\vec{F_т}$, действующих на брусок, и сила $\vec{P}$, с которой брусок действует на подставку (опору). Для этих сил учащийся записал следующие выражения: $\vec{N} + \vec{F_т} = 0$, $\vec{N} = -\vec{P}$. На основе каких законов они получены?

Рис. 64

Решение.

Для определения законов, на основе которых получены данные выражения, проанализируем каждое из них.

Выражение $\vec{N} + \vec{F_т} = 0$

Данное уравнение описывает силы, действующие на один и тот же объект — брусок. В нём $\vec{N}$ — это сила нормальной реакции, с которой опора действует на брусок, а $\vec{F_т}$ — это сила тяжести, действующая на брусок со стороны Земли.
Равенство $\vec{N} + \vec{F_т} = 0$ означает, что векторная сумма всех сил, приложенных к бруску, равна нулю. Это условие равновесия тела.
Согласно второму закону Ньютона, равнодействующая всех сил, приложенных к телу, равна произведению массы тела на его ускорение: $\sum \vec{F} = m\vec{a}$.
Поскольку в данном случае $\sum \vec{F} = 0$, то и ускорение бруска $\vec{a}$ равно нулю. Это значит, что брусок находится в состоянии покоя или движется прямолинейно и равномерно.
Таким образом, это выражение является следствием второго закона Ньютона, примененного к телу в состоянии равновесия. Также можно сказать, что оно является формулировкой первого закона Ньютона, который постулирует существование таких состояний (покоя или равномерного прямолинейного движения) при равенстве нулю равнодействующей силы.
Ответ: Выражение получено на основе второго закона Ньютона (или первого закона Ньютона).

Выражение $\vec{N} = -\vec{P}$

Это равенство связывает две силы, которые возникают при взаимодействии бруска и опоры:
1. Сила $\vec{N}$ (сила нормальной реакции) — это сила, с которой опора действует на брусок.
2. Сила $\vec{P}$ (вес тела) — это сила, с которой брусок действует на опору.
Важно отметить, что эти силы приложены к разным телам. Уравнение показывает, что силы равны по модулю ($|\vec{N}| = |\vec{P}|$) и противоположны по направлению.
Именно это и утверждает третий закон Ньютона: силы, с которыми два тела действуют друг на друга, равны по величине и противоположны по направлению. Силы $\vec{N}$ и $\vec{P}$ являются парой сил "действие-противодействие".
Ответ: Выражение получено на основе третьего закона Ньютона.