На столе лежит книга, с какими силами она взаимодействует? Почему книга остается в покое?

Книга, лежащая на столе, взаимодействует с окружающим миром сразу несколькими силами (и через них — с “источниками” этих сил).

С какими силами книга взаимодействует

1) Сила тяжести (гравитация)

На книгу действует сила притяжения со стороны Земли — сила тяжести.
Она направлена вниз, к центру Земли. По величине она равна:

где $m$ — масса книги, $g \approx 9{,}8 \,\text{м/с}^2$.

С кем взаимодействует?
Книга “взаимодействует” с Землей: Земля тянет книгу вниз, а книга тянет Землю вверх с такой же по модулю силой (по третьему закону Ньютона), просто ускорение Земли от этого ничтожно мало из-за огромной массы Земли.

2) Сила реакции опоры (нормальная сила)

Стол “подпирает” книгу и действует на нее силой реакции опоры (часто обозначают $N$).
Эта сила направлена вверх — перпендикулярно поверхности стола.

С кем взаимодействует?
Книга давит на стол вниз, а стол давит на книгу вверх. Это пара взаимодействия “книга–стол”.

3) Сила трения (возможная, но не обязательно действующая прямо сейчас)

Если на книгу не пытаются сдвинуть, то сила трения может быть равна нулю. Но сама возможность трения есть всегда: если попытаться сдвинуть книгу по столу, возникнет статическое трение, направленное против возможного скольжения.

То есть:

• если нет горизонтальных воздействий — трение может быть $0$;

• если есть попытка сдвига — появляется сила трения, удерживающая книгу.

4) Силы со стороны воздуха (обычно пренебрежимо малы)

Есть давление воздуха со всех сторон, но для покоящейся книги на столе эти силы, как правило, почти взаимно компенсируются и заметной роли не играют.

Почему книга остается в покое

Книга остается в покое из-за того, что равнодействующая всех сил, действующих на книгу, равна нулю.

Вертикально (вверх–вниз)

• вниз действует сила тяжести $mg$;

• вверх действует реакция опоры $N$.

Для покоя:

То есть стол давит на книгу ровно настолько, чтобы “уравновесить” ее вес.

Горизонтально (влево–вправо)

Если книгу никто не толкает, то горизонтальных сил нет — значит, сумма сил по горизонтали тоже равна нулю. Поэтому нет ускорения и книга не начинает двигаться.

Главное объяснение в одной фразе

Книга в покое, потому что силы, действующие на нее, уравновешены: вниз тянет гравитация, вверх держит стол, а по горизонтали нет несбалансированных сил (трение при необходимости не дает сдвинуться).