Задание №7 — МЕХАНИЧЕСКИЕ ЯВЛЕНИЯ

Решение.

Для решения этой задачи воспользуемся фундаментальными законами классической механики, а именно — законом всемирного тяготения и третьим законом Ньютона.

Дано:
$m = 40 \text{ кг}$
$g = 10 \text{ м/с}^2$ (ускорение свободного падения у поверхности Земли)
Найти: $F_{пр}$ — ?

Физические законы и формулы:
1. Согласно закону всемирного тяготения, любые два тела притягиваются друг к другу с силами, равными по модулю и противоположными по направлению.
2. Согласно третьему закону Ньютона, силы, с которыми два тела действуют друг на друга, равны по модулю и направлены вдоль одной прямой в противоположные стороны: $F_{12} = F_{21}$.
3. Сила, с которой Земля притягивает к себе ученика, называется силой тяжести и рассчитывается по формуле:
$F_{тяж} = m \cdot g$

Вывод и расчет:
Так как ученик притягивает Землю с такой же по модулю силой, с какой Земля притягивает ученика (по третьему закону Ньютона), искомая сила притяжения $F_{пр}$ равна силе тяжести, действующей на ученика:
$F_{пр} = F_{тяж} = m \cdot g$
Подставим числовые значения:
$F_{пр} = 40 \text{ кг} \cdot 10 \text{ м/с}^2 = 400 \text{ Н}$

Проверка размерности: $[\text{кг} \cdot \text{м/с}^2] = [\text{Н}]$. Полученная единица измерения соответствует силе.

Ответ: 400 Н

Источник: ФИПИ