Question

На ладони лежит брусок. Чему равна сила, с которой брусок действует на руку, если руку с бруском: а) равномерно опускают вниз; б) ускоренно поднимают вверх?​

Answer 1

Ответ:

Равномерно опускает вниз

Answer 2

При а) равномерном опускании бруска вниз и б) ускоренном поднятии бруска вверх, сила, с которой брусок действует на руку, будет различной.

а) При равномерном опускании бруска вниз, сила, с которой брусок действует на руку, будет равна его весу. Возьмем гравитационную силу, действующую на брусок, как Fг = m * g, где m - масса бруска и g - ускорение свободного падения (приближенно равно 9.8 м/с^2 на поверхности Земли). Таким образом, сила, с которой брусок действует на руку при равномерном опускании, также будет равна Fг.

б) При ускоренном поднятии бруска вверх, сила, с которой брусок действует на руку, будет состоять из двух компонент: его веса и силы, необходимой для создания ускорения. Сила, необходимая для создания ускорения, определяется по второму закону Ньютона (F = m * a), где m - масса бруска и a - ускорение. Таким образом, сила, с которой брусок действует на руку при ускоренном поднятии, будет равна сумме его веса и силы, необходимой для создания ускорения.

Подробности: а) При равномерном опускании бруска вниз, рука и брусок находятся в состоянии равновесия, так как сила тяжести бруска (вес) и сила, с которой рука действует на брусок (противоположная силе тяжести), равны по величине и противоположно направлены. Таким образом, сила, с которой брусок действует на руку, равна его весу.

б) При ускоренном поднятии бруска вверх, рука и брусок не находятся в состоянии равновесия, так как сила тяжести бруска (вес) и сила, с которой рука действует на брусок (направленная вверх), не равны по величине. Чтобы создать ускорение вверх, рука должна приложить дополнительную силу, превышающую вес бруска. Таким образом, сила, с которой брусок действует на руку при ускоренном поднятии, будет равна сумме его веса и силы, необходимой для создания ускорения.

Важно отметить, что в обоих случаях сила, с которой брусок действует на руку, будет равна по величине силе, с которой рука действует на брусок, согласно третьему закону Ньютона (действие и противодействие).