3. (№ 2, упр. 9) Определите силу тяжести, действующую на лежащий на доске кирпич (рис. 3), и вес кирпича объемом V = 0,80 дм³. Изобразите эти силы.

Решение:

Для решения задачи нам потребуется плотность кирпича. Примем её равной \( \rho = 1.8 \) г/см³ (это среднее значение, которое может незначительно варьироваться).

1. Найдём массу кирпича:

Сначала переведём объём в см³:

\( V = 0.80 \text{ дм}^3 = 0.80 \times 1000 \text{ см}^3 = 800 \text{ см}^3 \)

Теперь найдём массу по формуле \( m = \rho \cdot V \):

\[ m = 1.8 \text{ г/см}^3 \times 800 \text{ см}^3 = 1440 \text{ г} = 1.44 \text{ кг} \]

2. Определим силу тяжести:

Сила тяжести вычисляется по формуле \( F_{тяж} = m \cdot g \), где \( g \) — ускорение свободного падения (примем \( g = 9.8 \) м/с², часто для упрощения используют \( g = 10 \) м/с²).

Используем \( g = 9.8 \) м/с²:

\[ F_{тяж} = 1.44 \text{ кг} \times 9.8 \text{ м/с}^2 \approx 14.11 \text{ Н} \]

Используем \( g = 10 \) м/с² (для упрощения):

\[ F_{тяж} = 1.44 \text{ кг} \times 10 \text{ м/с}^2 = 14.4 \text{ Н} \]

3. Определим вес кирпича:

Вес тела — это сила, с которой тело действует на опору или подвес вследствие гравитационного притяжения. В данном случае кирпич лежит на доске, и он покоится. Следовательно, сила, с которой кирпич действует на доску (его вес), равна силе тяжести.

\( P = F_{тяж} \)

\[ P \approx 14.11 \text{ Н} \quad \text{или} \quad P = 14.4 \text{ Н} \]

4. Изображение сил:

Изобразим кирпич в виде прямоугольника, лежащего на горизонтальной линии (доске).

Сила тяжести \( F_{тяж} \) направлена вертикально вниз от центра тяжести кирпича. Обозначим её стрелкой.

Вес \( P \) — это сила, с которой кирпич давит на опору. На рисунке он будет изображён как сила, приложенная к опоре (доске) и направленная вниз. Так как это действие кирпича на опору, его часто изображают как силу, исходящую из точки контакта кирпича с доской и направленную вниз. В данном случае, при покоящемся теле, вектор веса равен вектору силы тяжести.

Примечание: Для более точного расчёта силы тяжести и веса необходимо знать плотность конкретного типа кирпича. В данной задаче использовано примерное значение.

Ответ: Сила тяжести кирпича примерно \( 14.11 \) Н (или \( 14.4 \) Н, если \( g = 10 \) м/с²). Вес кирпича равен силе тяжести, то есть примерно \( 14.11 \) Н (или \( 14.4 \) Н).