Номер 5, страница 85 - гдз по физике 9 класс учебник Исаченкова, Сокольский

5. Чтобы удержать сумку с продуктами, человек (рис. 123) прикладывает силу $F = 50$ Н. Найдите и изобразите силу реакции руки. Укажите:

а) ее модуль;

б) ее направление;

в) на какое тело она действует.

Рис. 123

Дано:

Сила, с которой человек действует на сумку: $F = 50$ Н.

Найти:

а) модуль силы реакции руки ($F_{реакции}$)

б) направление силы реакции руки

в) тело, на которое действует сила реакции руки

Решение:

Человек удерживает сумку, прикладывая к ней силу $\vec{F}$, направленную вертикально вверх. Эта сила является силой действия руки на сумку. По условию, её модуль равен $F = 50$ Н.

Согласно третьему закону Ньютона, на каждое действие существует равное по модулю и противоположное по направлению противодействие. Сила реакции, которую нужно найти, — это сила, с которой сумка действует на руку человека. Обозначим её $\vec{F}_{реакции}$.

Сила действия руки на сумку ($\vec{F}$) и сила действия сумки на руку ($\vec{F}_{реакции}$) образуют пару "действие-противодействие", для которой справедливо равенство:

$\vec{F}_{реакции} = - \vec{F}$

Из этого соотношения найдем ответы на вопросы задачи.

а) ее модуль

Модуль силы реакции равен модулю силы действия. Следовательно, модуль силы реакции руки равен:

$F_{реакции} = F = 50$ Н.

Ответ: 50 Н.

б) ее направление

Знак минус в формуле третьего закона Ньютона указывает на то, что сила реакции направлена в сторону, противоположную силе действия. Так как рука человека тянет сумку вверх, сила реакции (со стороны сумки на руку) направлена вертикально вниз. На рисунке эта сила была бы изображена в виде вектора (стрелки), приложенного к руке человека и направленного вертикально вниз.

Ответ: вертикально вниз.

в) на какое тело она действует

Силы действия и противодействия всегда приложены к разным телам. Сила действия ($\vec{F}$) приложена к сумке. Следовательно, сила противодействия (сила реакции $\vec{F}_{реакции}$) приложена к телу, которое оказывает действие — то есть к руке человека.

Ответ: на руку человека.