Номер 4, страница 89 - гдз по физике 7 класс учебник Кронгарт, Даданбеков

4. Какая сила называется силой реакции опоры?

4. Сила реакции опоры — это сила, которая действует на тело со стороны опоры (или подвеса) и препятствует его перемещению сквозь эту опору. Она возникает как ответная реакция на воздействие тела на опору.

По своей физической природе сила реакции опоры является проявлением сил упругости. Когда тело давит на опору, оно вызывает её незначительную деформацию. В результате этой деформации в материале опоры возникают силы электромагнитного взаимодействия между атомами, которые стремятся вернуть опору в исходное состояние. Суммарное действие этих сил и представляет собой силу реакции опоры.

Ключевыми характеристиками силы реакции опоры являются:

1. Точка приложения: Сила приложена к телу в месте его контакта с опорой.

2. Направление: Сила реакции опоры всегда направлена перпендикулярно (по нормали) к поверхности соприкосновения в сторону, противоположную опоре. Из-за этого её часто называют нормальной силой и обозначают буквой $N$.

Сила реакции опоры $N$ и вес тела $P$ (сила, с которой тело давит на опору) связаны третьим законом Ньютона: они равны по модулю и противоположны по направлению ($ \vec{N} = -\vec{P} $). Важно не путать силу реакции опоры и силу тяжести ($mg$). Сила тяжести приложена к центру масс тела и направлена к центру Земли, а сила реакции опоры приложена к точке контакта и направлена перпендикулярно опоре.

Рассмотрим несколько примеров:

- Тело на горизонтальной поверхности: Если тело массой $m$ покоится на горизонтальном столе, то сила реакции опоры $N$ полностью компенсирует силу тяжести $mg$. В этом случае её модуль равен $N = mg$.

- Тело на наклонной плоскости: Если тело находится на плоскости, наклонённой под углом $\alpha$ к горизонту, то сила реакции опоры компенсирует только ту составляющую силы тяжести, которая перпендикулярна плоскости. Её модуль рассчитывается по формуле: $N = mg \cos(\alpha)$.

- Тело в движущемся лифте: Если лифт движется с ускорением $a$ вверх, сила реакции опоры будет больше силы тяжести: $N = m(g + a)$. Если лифт движется с ускорением $a$ вниз, то $N = m(g - a)$. Это показывает, что сила реакции опоры не всегда равна силе тяжести.

Ответ: Силой реакции опоры называется сила упругости, с которой опора действует на находящееся на ней тело, и которая направлена перпендикулярно (нормально) к поверхности опоры.