Wie wird ein Objekt auf einem Tisch in Ruhe gehalten?

Wie bei mechanischen Statikproblemen üblich, wird das Ganze deutlich, wenn man ein Freikörperbild zeichnet.

Hier sitzt das Objekt (rot) auf einem Tisch (blau), der auf der Erde steht (schwarze gekrümmte Linie). Das Objekt erfährt zwei Kräfte

1. Es ist Gewicht$W_o$die durch gravitative Wechselwirkung mit der Erde verursacht wird.

2. Eine normale Kraft$N_{o,T}$von der Tischplatte. Lesen Sie den Index$o,T$als die Kraft "auf das Objekt vom Tisch ".

Dies beantwortet wahrscheinlich bereits Ihre Frage, aber lassen Sie uns ein wenig weitermachen.

Die „Reaktion“ zwingen dazu$W_o$ist eine ebenso starke Anziehungskraft, die auf die Erde selbst wirkt. Die Reaktion auf die Normalkraft ist eine gleich starke Normalkraft, die auf den Tisch drückt. Der Tisch erfährt auch eine Normalkraft$N_{T,o}$vom Objekt. Das ist die Reaktion darauf$N_{o,T}$und hat die gleiche Größe wie$N_{o,T}$. der tisch hat natürlich auch eine gewichtskraft$W_T$und die Erde fühlt eine Reaktion wie gezeigt.

Da das System statisch ist, wissen wir, dass die Kräfte auf das Objekt ausgeglichen sind

Stellen Sie sich vor, es gibt 3 Objekte. Die Erde, ein Tisch auf der Erde und ein Buch auf dem Tisch.

Auf das Buch wirken 3 Hauptkräfte. Der Tisch zieht das Buch gravitativ an, aber es ist vernachlässigbar. Da ist die Erde, die es nach unten zieht, und der Tisch, der es nach oben drückt, mit einer gleichen Kraft, die die Erde aufhebt. Wenn das Buch schwerer gemacht würde, würden die Atome im Tisch weiter komprimiert, was zu einer größeren Abstoßungskraft führen würde. Auf jeden Fall heben sie sich auf.

Es gibt eine Normalkraft , die senkrecht zur Unterseite des Objekts und zur Oberfläche des Tisches steht. Diese Kraft ist eine Beschleunigung von 1 g oder 9,8 Meter/s^2. Sie ist gleich, aber in entgegengesetzter Richtung zur Gravitationskraft, die durch das Gravitationsfeld der Erde auf das Objekt ausgeübt wird. Der Tisch verhindert, dass das Objekt zu Boden fällt, indem er die Normalkraft auf das Objekt überträgt. Wenn der Tisch gegen das Objekt drückt, drückt das Objekt auf den Tisch, und der Tisch muss das Gewicht des Objekts tragen, das die Masse des Objekts * 9,8 Meter/s^2 ist. Daher wirkt sowohl auf das Objekt als auch auf den Tisch eine gleiche Kraft in entgegengesetzten Richtungen.

Das Objekt hat potentielle Energie gleich seiner Masse * 1g * Höhe des Tisches. Wenn der Tisch entfernt oder das Objekt vom Tisch gestoßen würde, würde es in den freien Fall gehen und seine potentielle Energie würde zu kinetischer Energie im Bezugssystem der Erde.

(Ich habe dies gepostet, ohne zu sehen, dass die Frage von Daniel Sank bereits klar und vollständig beantwortet wurde. Ich lasse den Beitrag, weil es ein paar Links gibt, die hilfreich sein könnten.)

Nach dem 3. Newtonschen Gesetz, das besagt, dass jede Aktion eine Reaktion hat, ist das Gewicht des Objekts die Aktion, wenn eine Reaktion des Tisches in die entgegengesetzte Richtung gleich der Größe des Objektgewichts ist, sodass die Gesamtkraft Null ist

F=-w wobei: f die Reaktion in der oberen Richtung ist w das Gewicht des Objekts ist

Ein Körper, der in einem Schwerefeld von 1 g auf einem Tisch ruht, ruht nicht in einem Inertialsystem. Stattdessen wird es mit einer Beschleunigung von 1g nach oben beschleunigt. Das Problem ist, dass die Oberfläche des Tisches und der Boden KEINE Inertialsysteme sind und die Newtonschen Gesetze nur in Inertialsystemen gelten. Die einzigen nahen Trägheitssysteme, zu denen Menschen heutzutage Zugang haben, sind die Internationale Raumstation, der Kotzkomet und andere frei fallende Systeme.