Номер 8, страница 100 - гдз по физике 7 класс учебник Башарулы, Тезекеев

8. Какие силы действуют, когда тело лежит на неподвижной относительно Земли опоре или подвешено на нити? Что называется весом тела?

Какие силы действуют, когда тело лежит на неподвижной относительно Земли опоре или подвешено на нити?

Когда тело находится в состоянии покоя относительно Земли (то есть его скорость равна нулю и не изменяется), сумма всех действующих на него сил равна нулю. Это следует из первого закона Ньютона. Рассмотрим два случая.

1. Тело лежит на неподвижной горизонтальной опоре (например, на столе).

В этом случае на тело действуют две силы:

- Сила тяжести ($F_{тяж}$). Это сила, с которой Земля притягивает тело. Она всегда направлена вертикально вниз, к центру Земли. Её модуль вычисляется по формуле $F_{тяж} = mg$, где $m$ — масса тела, а $g$ — ускорение свободного падения.

- Сила нормальной реакции опоры ($N$). Это сила упругости, с которой опора действует на тело, не давая ему провалиться. Она направлена перпендикулярно (нормально) к поверхности опоры, то есть в данном случае — вертикально вверх.

Поскольку тело находится в равновесии (покоится), эти две силы уравновешивают друг друга. Это означает, что они равны по величине и противоположны по направлению: $N = F_{тяж} = mg$.

2. Тело подвешено на неподвижной нити.

В этом случае на тело также действуют две силы:

- Сила тяжести ($F_{тяж}$), направленная вертикально вниз ($F_{тяж} = mg$).

- Сила натяжения нити ($T$). Это сила упругости, которая возникает в растянутой нити и тянет тело вверх. Она направлена вдоль нити от тела к точке подвеса.

Так как тело находится в равновесии, сила натяжения нити компенсирует силу тяжести. Их модули равны, а направления противоположны: $T = F_{тяж} = mg$.

Ответ: Когда тело лежит на неподвижной опоре, на него действуют сила тяжести и сила нормальной реакции опоры. Когда тело подвешено на нити, на него действуют сила тяжести и сила натяжения нити. В обоих случаях эти силы уравновешивают друг друга.

Что называется весом тела?

Весом тела ($P$) называется сила, с которой тело вследствие притяжения к Земле действует на опору или подвес.

Очень важно различать вес тела и силу тяжести. Их ключевое отличие заключается в точке приложения силы и её природе:

• Сила тяжести ($F_{тяж}$) — это гравитационная сила, с которой Земля действует на тело. Она приложена к центру масс самого тела.

• Вес ($P$) — это сила упругости, с которой тело действует на опору или подвес. Эта сила приложена к опоре или подвесу.

Согласно третьему закону Ньютона, сила действия равна по модулю и противоположна по направлению силе противодействия. Поэтому вес тела ($P$), с которым оно давит на опору, по модулю равен силе реакции опоры ($N$), с которой опора действует на тело. Аналогично, вес тела, подвешенного на нити, по модулю равен силе натяжения нити ($T$).

В состоянии покоя (или при равномерном прямолинейном движении), когда ускорение равно нулю, сила реакции опоры или сила натяжения нити уравновешивает силу тяжести. В этом частном, но очень распространенном случае, вес тела по модулю равен силе тяжести:

$P = N = mg$ (для тела на опоре)

$P = T = mg$ (для тела на подвесе)

Если же тело вместе с опорой или подвесом движется с ускорением $a$, направленным по вертикали, его вес изменяется. Например, в лифте, ускоряющемся вверх, вес тела увеличивается: $P = m(g+a)$. При ускорении вниз — уменьшается: $P = m(g-a)$. В состоянии невесомости (например, при свободном падении, когда $a=g$), вес тела равен нулю ($P=0$), хотя сила тяжести на него по-прежнему действует.

Ответ: Вес тела – это сила, с которой тело действует на опору или подвес вследствие гравитационного притяжения к Земле.