ID: 00019031
Четыре одинаковых кирпича массой $m=3$ кг каждый сложены в стопку (см. рис.). Сверху положили ещё один такой же кирпич. На сколько при этом увеличится модуль силы $N$, действующей со стороны первого кирпича на второй? Ответ запишите в ньютонах.
Источник: ФИПИ
Кирпичи стоят столбиком и пронумерованы снизу вверх: 1 — самый нижний, на нём 2, 3 и 4. Сила $N$ — это с какой силой нижний кирпич (№1) подпирает кирпич №2. По сути нижний кирпич держит на себе всё, что лежит выше границы между 1-м и 2-м, то есть всю «шапку» из кирпичей 2, 3, 4. А пока стопка стоит неподвижно, эта опора ровно уравновешивает вес того, что давит сверху.
Снизу — кирпич №1, выше него стопка из №2, №3, №4. Стрелка $\vec{N}$ показывает, как №1 толкает №2 вверх. Значит $N$ равна весу кирпичей, лежащих над этой границей.
Было: над границей 1–2 лежат три кирпича (2, 3, 4), поэтому
$N_1=3m g$.
Положили сверху пятый кирпич — теперь над той же границей оказались уже четыре кирпича:
$N_2=4m g$.
Сила выросла ровно на вес одного добавленного кирпича:
$\Delta N=N_2-N_1=4mg-3mg=mg=3\cdot 10=30$ Н.
Ответ: 30 Н.