Поскольку задание требует составить схемы в тетради, а не в текстовом формате, я могу описать эти схемы словами и указать основные условия для равновесия или его отсутствия. Вы, в свою очередь, можете зарисовать эти схемы в своей тетради.
Схемы равновесия (предмет находится в состоянии равновесия):
Книга на столе:
Предмет: Книга
Силы:
Сила тяжести (Fтяж), направлена вертикально вниз, приложена к центру тяжести книги.
Сила нормальной реакции опоры (N), направлена вертикально вверх, приложена к поверхности книги, контактирующей со столом.
Условие равновесия: Fтяж = N. Векторная сумма сил равна нулю, и нет момента сил относительно любой точки. Книга находится в статическом равновесии.
Лампа, подвешенная на тросе:
Предмет: Лампа
Силы:
Сила тяжести (Fтяж), направлена вертикально вниз, приложена к центру тяжести лампы.
Сила натяжения троса (T), направлена вертикально вверх, приложена к точке подвеса.
Условие равновесия: Fтяж = T. Векторная сумма сил равна нулю, и нет момента сил относительно любой точки. Лампа находится в статическом равновесии.
Шар на горизонтальной поверхности:
Предмет: Шар
Силы:
Сила тяжести (Fтяж), направлена вертикально вниз, приложена к центру тяжести шара.
Сила нормальной реакции опоры (N), направлена вертикально вверх, приложена к точке контакта шара с поверхностью.
Условие равновесия: Fтяж = N. Векторная сумма сил равна нулю, и нет момента сил относительно любой точки. Шар находится в статическом равновесии.
Схемы неравновесия (предмет не может находиться в состоянии равновесия):
Книга, поставленная на ребро:
Предмет: Книга
Силы:
Сила тяжести (Fтяж), направлена вертикально вниз, приложена к центру тяжести книги.
Сила нормальной реакции опоры (N), направлена вертикально вверх, приложена к ребру, на котором стоит книга.
Условие: Силы, конечно, могут сбалансироваться по вертикали, но из-за смещения центра тяжести от точки опоры, возникает момент силы относительно точки опоры, который стремиться перевернуть книгу. Книга находится в неустойчивом равновесии и не может долго оставаться в этом положении.
Маятник в горизонтальном положении:
Предмет: Маятник
Силы:
Сила тяжести (Fтяж), направлена вертикально вниз, приложена к центру тяжести маятника.
Сила натяжения троса (T), направлена вдоль троса к точке подвеса.
Условие: Силы не сбалансированы и их векторная сумма не равна нулю. Возникает момент силы тяжести относительно точки подвеса, который возвращает маятник в положение равновесия (вертикальное).
Шар на наклонной плоскости:
Предмет: Шар
Силы:
Сила тяжести (Fтяж), направлена вертикально вниз, приложена к центру тяжести шара.
Сила нормальной реакции опоры (N), направлена перпендикулярно поверхности наклонной плоскости.
Сила трения (Fтр), направлена вдоль поверхности наклонной плоскости, препятствует движению.
Условие: Если сила трения недостаточна для удержания шара (например, на очень гладкой поверхности), то векторная сумма сил не будет равна нулю. Шар будет скатываться вниз, двигаясь с ускорением. Если сила трения присутствует, то возможно состояние покоя, но при незначительном сдвиге шар начнёт двигаться.
Как нарисовать схемы в тетради:
Нарисуйте предмет схематично (прямоугольник для книги, круг для шара, и т.д.)
Изобразите силы в виде стрелок, исходящих из точки приложения силы. Длина стрелки примерно должна соответствовать величине силы.
Укажите направление каждой силы.
Отметьте точки приложения сил.
Напишите условия для равновесия или неравновесия рядом со схемой.