Номер 9, страница 20 - гдз по физике 7 класс дидактические материалы Марон, Марон

Тренировочные задания. Взаимодействие тел. ТЗ-7. Сила упругости. Вес тела - номер 9, страница 20.

Условие.

9. Кирпич, находящийся в нижней части кладки, давит на опору с большей силой, чем кирпич такой же массы в верхней части кладки. Можно ли утверждать, что эти кирпичи имеют разный вес? Почему?

Решение.

Нет, утверждать, что эти кирпичи имеют разный вес, нельзя. Разберем почему.

Решение:

В физике вес тела ($\text{P}$) – это сила, с которой тело вследствие притяжения к планете (в данном случае, к Земле) действует на горизонтальную опору или вертикальный подвес. Для тела, находящегося в состоянии покоя, его вес численно равен силе тяжести ($F_т$), которая на него действует. Сила тяжести вычисляется по формуле:

$P = F_т = mg$

где $\text{m}$ – это масса тела, а $\text{g}$ – ускорение свободного падения.

В условии задачи указано, что кирпичи имеют одинаковую массу ($\text{m}$). Поскольку оба кирпича находятся в одной и той же кладке, можно считать, что ускорение свободного падения ($\text{g}$) для них также одинаково (незначительным изменением $\text{g}$ с высотой в пределах кладки можно пренебречь).

Таким образом, вес каждого отдельного кирпича одинаков и равен $P = mg$.

Различие в силе давления на опору объясняется следующим:

1. Верхний кирпич давит только на тот кирпич, что лежит непосредственно под ним. Сила его давления на опору равна его собственному весу:

$F_{верх} = P = mg$

2. Нижний кирпич, в свою очередь, испытывает давление не только от своего веса, но и от веса всех кирпичей, которые лежат над ним. Поэтому сила, с которой он давит на свою опору (например, на фундамент), является суммой его собственного веса и общего веса всех верхних кирпичей.

$F_{нижн} = P_{собственный} + P_{верхних\_кирпичей} = mg + N \cdot mg = (N+1)mg$

где $\text{N}$ - количество кирпичей над нижним.

Именно поэтому сила давления нижнего кирпича на опору больше, но это не означает, что вес самого этого кирпича изменился.

Ответ: Нет, нельзя утверждать, что эти кирпичи имеют разный вес. Вес каждого отдельного кирпича одинаков, так как они имеют одинаковую массу и находятся в одном и том же гравитационном поле. Большая сила давления, оказываемая нижним кирпичом на опору, обусловлена тем, что на него давит суммарный вес всех кирпичей, расположенных выше него.