Номер 43, страница 294 - гдз по физике 9 класс учебник Громов, Родина

Задачи и упражнения - номер 43, страница 294.

Условие.

43. На земле лежит ящик массой 6 кг. Чему равны сила реакции опоры, приложенная к ящику, и его вес? Сделайте рисунок, изобразив на нём эти силы.

Решение.

Дано:

$m = 6$ кг

$g \approx 9,8$ Н/кг (ускорение свободного падения)

Найти:

$\text{N}$ - сила реакции опоры

$\text{P}$ - вес ящика

Решение:

На ящик, лежащий на земле, действуют две силы: сила тяжести $F_{тяж}$, направленная вертикально вниз, и сила реакции опоры $\text{N}$, направленная вертикально вверх. Сила тяжести приложена к центру масс ящика, а сила реакции опоры — к его нижней поверхности со стороны земли.

Так как ящик находится в состоянии покоя, то по второму закону Ньютона, равнодействующая этих сил равна нулю. В проекции на вертикальную ось, направленную вверх:

$N - F_{тяж} = 0$

Отсюда следует, что сила реакции опоры по модулю равна силе тяжести:

$N = F_{тяж}$

Сила тяжести вычисляется по формуле:

$F_{тяж} = m \cdot g$

Подставим значения и найдем силу реакции опоры:

$N = 6 \text{ кг} \cdot 9,8 \text{ Н/кг} = 58,8 \text{ Н}$

Вес тела ($\text{P}$) — это сила, с которой тело действует на опору или подвес вследствие гравитационного притяжения. В данном случае, когда ящик покоится на горизонтальной опоре, его вес по модулю равен силе тяжести.

$P = F_{тяж} = m \cdot g$

$P = 6 \text{ кг} \cdot 9,8 \text{ Н/кг} = 58,8 \text{ Н}$

Важно отметить, что сила реакции опоры $\text{N}$ и вес $\text{P}$ являются силами разной природы, приложенными к разным телам. Сила реакции опоры $\text{N}$ приложена к ящику, а вес $\text{P}$ — к опоре (земле). Согласно третьему закону Ньютона, эти силы равны по модулю и противоположны по направлению ($\vec{N} = -\vec{P}$).

Рисунок:

На рисунке изображен ящик, лежащий на земле. К ящику приложена сила реакции опоры $\vec{N}$ (направлена вверх), а к земле — вес ящика $\vec{P}$ (направлен вниз).

Ответ: Сила реакции опоры, приложенная к ящику, равна $58,8$ Н. Вес ящика равен $58,8$ Н.