Номер 34, страница 124, часть 1 - гдз по физике 7 класс учебник Генденштейн, Булатова

Часть 1. Глава III. Движение и взаимодействие тел. Параграф 15. Силы трения - номер 34, страница 124.

Условие.

34. Покоящийся брусок прижимают ладонью к гладкой стене.

а) Назовите и изобразите на чертеже все силы, действующие на брусок.

б) Какие силы уравновешивают друг друга?

Решение.

Решение

а) Назовите и изобразите на чертеже все силы, действующие на брусок.

На покоящийся брусок, прижатый ладонью к гладкой стене, действуют четыре силы:

1. Сила тяжести ($ \vec{F_т} $): сила, с которой Земля притягивает брусок. Она направлена вертикально вниз и приложена к центру масс бруска.

2. Прижимающая сила со стороны ладони ($ \vec{F_{давл}} $): внешняя сила, с которой ладонь действует на брусок. Она направлена горизонтально, перпендикулярно к стене.

3. Сила нормальной реакции опоры ($ \vec{N} $): сила, с которой стена действует на брусок, препятствуя его движению сквозь нее. Она направлена горизонтально, перпендикулярно от стены.

4. Сила трения покоя ($ \vec{F_{тр}} $): сила, возникающая между ладонью и бруском, которая удерживает брусок от соскальзывания вниз. Она направлена вертикально вверх. Так как стена гладкая, сила трения между стеной и бруском отсутствует.

Ниже представлен чертеж, на котором изображены все силы, действующие на брусок.

Ответ: На брусок действуют: сила тяжести ($ \vec{F_т} $), прижимающая сила ладони ($ \vec{F_{давл}} $), сила нормальной реакции опоры со стороны стены ($ \vec{N} $) и сила трения покоя со стороны ладони ($ \vec{F_{тр}} $).

б) Какие силы уравновешивают друг друга?

Поскольку брусок находится в покое, он находится в состоянии равновесия. Согласно первому закону Ньютона, это означает, что векторная сумма всех действующих на него сил равна нулю: $ \vec{F_т} + \vec{F_{давл}} + \vec{N} + \vec{F_{тр}} = 0 $.

Для удобства анализа разложим силы по двум взаимно перпендикулярным осям: горизонтальной (ось X) и вертикальной (ось Y). Условие равновесия означает, что суммы проекций сил на каждую из осей также равны нулю.

Равновесие по горизонтальной оси (ось X):

В горизонтальном направлении действуют две силы: прижимающая сила ладони ($ \vec{F_{давл}} $) и сила нормальной реакции опоры ($ \vec{N} $). Эти силы направлены в противоположные стороны. Для равновесия их модули должны быть равны: $ F_{давл} = N $. Таким образом, прижимающая сила ладони уравновешивается силой нормальной реакции опоры со стороны стены.

Равновесие по вертикальной оси (ось Y):

В вертикальном направлении действуют две силы: сила тяжести ($ \vec{F_т} $) и сила трения покоя ($ \vec{F_{тр}} $). Они также направлены в противоположные стороны. Для равновесия их модули должны быть равны: $ F_т = F_{тр} $. Таким образом, сила тяжести уравновешивается силой трения покоя со стороны ладони.

Ответ: Сила давления ладони уравновешивает силу нормальной реакции опоры стены. Сила тяжести уравновешивает силу трения покоя со стороны ладони.