Номер 1, страница 105 - гдз по физике 7 класс учебник Закирова, Аширов

1. Какая сила удерживает от падения тетрадь на столе? Изобразите ее схематично, на рисунке укажите:

а) силы, действующие на тетрадь;

б) силу, с которой тетрадь действует на стол.

Тетрадь на столе удерживает от падения сила упругости, возникающая в столе как реакция на действие тетради. Эту силу называют силой нормальной реакции опоры ($\text{N}$). Она всегда направлена перпендикулярно (нормально) к поверхности опоры.

Ниже представлен схематический рисунок с указанием сил.

а) силы, действующие на тетрадь;

На тетрадь, лежащую на горизонтальном столе, действуют две скомпенсированные силы:

1. Сила тяжести ($F_{тяж}$) — сила, с которой Земля притягивает тетрадь. Она приложена к центру масс тетради и направлена вертикально вниз. Её модуль вычисляется по формуле $F_{тяж} = mg$, где $\text{m}$ — масса тетради, $\text{g}$ — ускорение свободного падения. На рисунке обозначена красным цветом.
2. Сила нормальной реакции опоры ($\text{N}$) — сила, с которой стол действует на тетрадь, не давая ей провалиться. Она приложена к нижней поверхности тетради и направлена вертикально вверх, перпендикулярно поверхности стола. На рисунке обозначена синим цветом.

Так как тетрадь находится в покое, по первому закону Ньютона, равнодействующая всех сил равна нулю. Это значит, что силы равны по модулю и противоположны по направлению: $N = F_{тяж}$.

Ответ: На тетрадь действуют две силы: сила тяжести ($F_{тяж}$), направленная вертикально вниз, и сила нормальной реакции опоры ($\text{N}$), направленная вертикально вверх.

б) силу, с которой тетрадь действует на стол.

Тетрадь со своей стороны давит на стол. Сила, с которой тело вследствие притяжения к Земле действует на опору или подвес, называется весом тела ($\text{P}$). Эта сила приложена к столу и направлена вертикально вниз. На рисунке она показана зеленым пунктирным вектором.

Согласно третьему закону Ньютона, силы, с которыми два тела действуют друг на друга, равны по модулю и противоположны по направлению. Сила реакции опоры ($\text{N}$) и вес тетради ($\text{P}$) как раз и являются такой парой сил "действия-противодействия". Поэтому их модули равны: $P = N$.

Так как для неподвижной тетради на горизонтальной поверхности $N = F_{тяж}$, то и модуль веса в этом случае равен модулю силы тяжести: $P = mg$. Однако важно помнить, что сила тяжести $F_{тяж}$ приложена к тетради, а вес $\text{P}$ — к столу.

Ответ: Тетрадь действует на стол с силой, называемой весом ($\text{P}$). Эта сила приложена к столу, направлена вертикально вниз и по модулю равна силе нормальной реакции опоры ($P = N$).