Номер 141, страница 43 - гдз по физике 7 класс сборник задач Исаченкова, Гладков

В чем отличие и сходство сил, изображенных в случаях а, б, в?

Для начала необходимо определить, что представляет собой каждая из изображенных сил:

Сила $F_1$ (рис. а) – это вес бруска. Вес – это сила, с которой тело вследствие притяжения к Земле действует на опору (в данном случае, на стол). Эта сила приложена к столу и направлена вертикально вниз.

Сила $F_2$ (рис. б) – это сила тяжести, действующая на брусок. Это сила, с которой Земля притягивает брусок. Она приложена к центру масс бруска и направлена вертикально вниз.

Сила $F_3$ (рис. в) – это сила нормальной реакции опоры. Это сила упругости, с которой стол действует на брусок, препятствуя его падению. Она приложена к бруску и направлена перпендикулярно поверхности опоры, то есть вертикально вверх.

Теперь сравним эти силы.

Сходства:

1. В условиях, когда брусок покоится на горизонтальной поверхности, все три силы равны по модулю: $|F_1| = |F_2| = |F_3| = mg$, где $\text{m}$ – масса бруска, а $\text{g}$ – ускорение свободного падения.

2. Силы $F_1$ (вес) и $F_2$ (сила тяжести) сонаправлены – обе направлены вертикально вниз.

Отличия:

1. Точка приложения: Силы $F_2$ и $F_3$ приложены к бруску, в то время как сила $F_1$ приложена к столу.

2. Направление: Силы $F_1$ и $F_2$ направлены вниз, а сила $F_3$ – вверх.

3. Физическая природа: Сила $F_2$ является гравитационной силой. Силы $F_1$ и $F_3$ являются силами упругости (имеют электромагнитную природу).

Ответ: Сходство сил $F_1$, $F_2$ и $F_3$ в том, что в данном случае они равны по модулю. Сходство сил $F_1$ и $F_2$ в том, что они направлены в одну сторону (вниз). Отличия заключаются в точках приложения ( $F_1$ приложена к столу, а $F_2$ и $F_3$ — к бруску), в направлении ( $F_3$ направлена вверх, а $F_1$ и $F_2$ — вниз) и в физической природе ( $F_2$ — гравитационная, а $F_1$ и $F_3$ — упругости).

Какие силы могут компенсировать друг друга?

Компенсировать (или уравновешивать) друг друга могут только те силы, которые одновременно удовлетворяют трем условиям: они приложены к одному и тому же телу, равны по модулю и направлены вдоль одной прямой в противоположные стороны.

Из трех представленных сил этим условиям удовлетворяют только сила тяжести $F_2$ и сила нормальной реакции опоры $F_3$.

1. Обе силы ($F_2$ и $F_3$) приложены к одному телу – бруску.

2. Они равны по модулю: $|F_2| = |F_3|$.

3. Они направлены в противоположные стороны: $F_2$ – вниз, $F_3$ – вверх.

Поскольку брусок находится в покое, согласно первому закону Ньютона, векторная сумма сил, действующих на него, равна нулю. Именно силы $F_2$ и $F_3$ компенсируют действие друг друга: $\vec{F_2} + \vec{F_3} = 0$.

Сила $F_1$ (вес) приложена к другому телу (столу), поэтому она не может компенсировать силы, действующие на брусок. Силы $F_1$ и $F_3$ являются парой "действие-противодействие" по третьему закону Ньютона, но они не компенсируют друг друга, так как приложены к разным телам.

Ответ: Компенсировать друг друга могут сила тяжести $F_2$ и сила нормальной реакции опоры $F_3$, так как они обе приложены к бруску, равны по модулю и противоположны по направлению.