ID: 00012591
Четыре одинаковых кирпича массой 3 кг каждый сложены в стопку (см. рис.). На сколько увеличится сила N, действующая со стороны горизонтальной опоры на 1-й кирпич, если сверху положить ещё один такой же кирпич? Ответ выразите в ньютонах.
Источник: ФИПИ
$m = 3 \text{ кг}, \quad n_1 = 4 \text{ кирпича}, \quad n_2 = 5 \text{ кирпичей}, \quad g = 10 \text{ м/с}^2$
$\Delta N$ — ?
Рассмотрим все четыре кирпича как единое тело. На него действуют две силы: сила тяжести $4mg$ вниз и сила реакции опоры $N_1$ вверх. Тело в равновесии, поэтому ускорение равно нулю.
Второй закон Ньютона в проекции на вертикальную ось (вверх — положительное направление):
$$N_1 - 4mg = 0$$
$$N_1 = 4mg$$
После добавления пятого кирпича стопка из пяти тел также находится в равновесии:
$$N_2 - 5mg = 0$$
$$N_2 = 5mg$$
Изменение силы реакции опоры:
$$\Delta N = N_2 - N_1 = 5mg - 4mg = mg$$
$$\Delta N = 3 \cdot 10 = 30 \text{ Н}$$