Номер 13.8, страница 42 - гдз по физике 7-9 класс сборник задач Лукашик, Иванова

§ 13. Сила тяжести. Закон всемирного тяготения. Глава 2. Движение и взаимодействие тел - номер 13.8, страница 42.

13.8 [292] Чем можно объяснить отклонение отвеса от вертикального положения (рис. II-44)?

Рис. II-44

Отклонение отвеса от вертикального положения, показанное на рисунке, объясняется действием закона всемирного тяготения. Согласно этому закону, не только Земля притягивает к себе тела, но и все тела во Вселенной притягивают друг друга с силой, пропорциональной их массам.

В данном случае на груз отвеса (массой $m$) действуют две гравитационные силы:

1. Основная сила — это сила притяжения со стороны Земли ($\vec{F}_{Земли}$). Она очень велика и направлена к центру Земли, определяя истинное вертикальное направление.
2. Дополнительная, значительно меньшая сила — это сила притяжения со стороны горы ($\vec{F}_{горы}$). Поскольку гора имеет очень большую массу, она создает собственное гравитационное поле и притягивает к себе груз отвеса. Эта сила направлена примерно горизонтально, в сторону горы.

Результирующая сила, действующая на груз, является векторной суммой этих двух сил: $\vec{F}_{рез} = \vec{F}_{Земли} + \vec{F}_{горы}$. Так как сила притяжения горы имеет горизонтальную составляющую, результирующая сила будет направлена не строго вниз, а под небольшим углом к вертикали в сторону горы.

Нить отвеса в состоянии равновесия всегда располагается вдоль направления действующей на груз результирующей силы тяжести. Поэтому отвес отклоняется от вертикального положения. Этот эффект, хотя и очень мал, может быть зафиксирован чувствительными приборами. Подобные измерения исторически использовались для определения массы и средней плотности Земли.

Ответ:

Отклонение отвеса от вертикального положения объясняется гравитационным притяжением со стороны массивной горы. На отвес действует не только сила притяжения Земли, направленная вертикально вниз, но и сила притяжения со стороны горы. Векторная сумма этих двух сил отклонена от вертикали в сторону горы, и нить отвеса выравнивается по направлению этой результирующей силы.