4.63. В предложенных системах расставьте силы, действующие на выделенные цветом покоящиеся тела (см. рисунок).

Решение:

Для решения задачи необходимо изобразить все силы, действующие на выделенные тела. Силы изображаются в виде векторов, исходящих из точки приложения силы.

а)

Тело (неправильной формы) покоится, подвешенное на двух нитях. На тело действуют:

• Сила тяжести (P), направленная вертикально вниз.
• Сила натяжения первой нити (T₁), направленная вдоль первой нити.
• Сила натяжения второй нити (T₂), направленная вдоль второй нити.

б)

Балка, шарнирно закрепленная слева и опирающаяся на наклонную плоскость. Выделенная часть — балка. На балку действуют:

• Сила тяжести (P), направленная вертикально вниз из центра масс балки.
• Реакция опоры в шарнире (R), направленная в общем случае под углом к балке.
• Сила реакции наклонной плоскости (N), направленная перпендикулярно наклонной плоскости от неё.

в)

Кубик на наклонной плоскости. На кубик действуют:

• Сила тяжести (P), направленная вертикально вниз.
• Сила реакции наклонной плоскости (N), направленная перпендикулярно наклонной плоскости от неё.
• Сила трения (F_тр), направленная вдоль наклонной плоскости, препятствующая скольжению вниз (или вверх, если тело удерживается). Поскольку тело покоится, то существует сила трения.

г)

Шар на наклонной плоскости, подпираемый горизонтальной опорой (выделен — шар). На шар действуют:

• Сила тяжести (P), направленная вертикально вниз.
• Сила реакции наклонной плоскости (N), направленная перпендикулярно наклонной плоскости от неё.
• Сила реакции горизонтальной опоры (N'), направленная перпендикулярно горизонтальной опоре от неё.

д)

Шар на наклонной плоскости, подпираемый верхней опорой (выделен — шар). На шар действуют:

• Сила тяжести (P), направленная вертикально вниз.
• Сила реакции наклонной плоскости (N), направленная перпендикулярно наклонной плоскости от неё.
• Сила реакции верхней опоры (N'), направленная перпендикулярно верхней опоре от неё.

е)

Шар, опирающийся на две наклонные плоскости (выделен — шар). На шар действуют:

• Сила тяжести (P), направленная вертикально вниз.
• Сила реакции первой наклонной плоскости (N₁), направленная перпендикулярно первой наклонной плоскости от неё.
• Сила реакции второй наклонной плоскости (N₂), направленная перпендикулярно второй наклонной плоскости от неё.

ж)

Конструкция из двух стержней, соединенных шарниром и подвешенных к двум точкам. Выделены стержни. На каждый стержень действует:

• Сила тяжести (P_{стержня}), направленная вертикально вниз.
• Сила натяжения нити (T), приложенная к верхнему шарниру.
• Сила реакции шарнира (R) в месте соединения стержней.
• (Если стержни считать невесомыми, то силы тяжести отсутствуют, а силы реакций шарниров будут действовать со стороны другого стержня).

з)

Треугольная конструкция из трех стержней, один из которых (выделен) находится под действием легкой опоры. На выделенный стержень действуют:

• Сила тяжести (P), направленная вертикально вниз.
• Сила реакции легкой опоры (N), направленная перпендикулярно опоре.
• Силы реакций смежных стержней, приложенные в узлах.

и)

Балка, закрепленная вертикально одним концом и подпираемая горизонтальной опорой. Выделена балка. На балку действуют:

• Сила тяжести (P), направленная вертикально вниз.
• Реакция вертикальной стены (R), приложенная в точке закрепления.
• Сила реакции горизонтальной опоры (N), направленная перпендикулярно опоре.

к)

Балка, закрепленная вертикально одним концом и подпираемая горизонтальной опорой. Выделена балка. На балку действуют:

• Сила тяжести (P), направленная вертикально вниз.
• Реакция вертикальной стены (R), приложенная в точке закрепления.
• Сила реакции горизонтальной опоры (N), направленная перпендикулярно опоре.

л)

Шар в углублении, образованном двумя наклонными плоскостями. На шар действуют:

• Сила тяжести (P), направленная вертикально вниз.
• Сила реакции первой наклонной плоскости (N₁), направленная перпендикулярно первой плоскости.
• Сила реакции второй наклонной плоскости (N₂), направленная перпендикулярно второй плоскости.

м)

Шар, подвешенный на нити. На шар действуют:

• Сила тяжести (P), направленная вертикально вниз.
• Сила натяжения нити (T), направленная вдоль нити вверх.

Примечание: Точное изображение векторов сил зависит от конкретных углов и отношений величин сил, которые не указаны в задании. Главное — указать направление и точки приложения.