Реакція опорної поверхні

Чому людина, будинки та інші об’єкти не провалюється під землю? Чому книга, покладена на стіл, не падає? Ці та інші подібні факти пояснюються існуванням сили реакції опори, яку часто позначають буквою N. Вже з назви зрозуміло, що вона є характеристикою впливу на тіло поверхні, на якій воно знаходиться.

Виходячи із зазначеного факту рівноваги, можна записати вираз:

N = -P = -m*g

(для горизонтального положення тіла)

Тобто сила опори дорівнює по модулю ваги тіла, якщо воно знаходиться на горизонтальній поверхні, і протилежна йому за напрямком. Якщо тіло розташоване на похилій площині, то розрахунок N здійснюється вже з використанням тригонометричної функції (sin(x) або cos(x)), оскільки P завжди спрямований до центру Землі (вниз), а N спрямована перпендикулярно площині поверхні (вгору).

Розуміння причини виникнення сили N виходить за рамки класичної механіки. У двох словах скажемо, що вона є прямим наслідком так званого принципу заборони Паулі. Згідно нього два електрони не можуть перебувати в одному стані. Цей факт призводить до того, що якщо зблизити два атома, то, незважаючи на їх 99% порожнечу, електронні оболонки не зможуть проникнути один в одного, і з’являється сильне відштовхування між ними.