Legile de bază ale mecanicii clasice au fost adunate și publicate de Isaac Newton (1642-1727) în 1687. Trei legi celebre au fost incluse într-o lucrare numită „Principii matematice ale filosofiei naturale”.

Multă vreme această lume a fost învăluită în întuneric adânc
Să fie lumină și apoi a apărut Newton.

(epigrama secolului al XVIII-lea)

Dar Satana nu a așteptat mult să se răzbune -
A venit Einstein și totul a devenit la fel ca înainte.

(epigrama secolului XX)

Citiți ce s-a întâmplat când Einstein a apărut într-un articol separat despre dinamica relativistă. Între timp, vom oferi formulări și exemple de rezolvare a problemelor pentru fiecare lege a lui Newton.

Prima lege a lui Newton

Prima lege a lui Newton spune:

Există astfel de sisteme de referință, numite inerțiale, în care corpurile se mișcă uniform și rectiliniu dacă asupra lor nu acționează nicio forță sau acțiunea altor forțe este compensată.

Mai simplu spus, esența primei legi a lui Newton poate fi formulată astfel: dacă împingem un cărucior pe un drum absolut plat și ne imaginăm că putem neglija forțele de frecare a roților și rezistența aerului, atunci se va rostogoli cu aceeași viteză pentru o perioadă de timp. timp infinit lung.

Inerţie- aceasta este capacitatea unui corp de a menține viteza atât în ​​direcție cât și în mărime, în absența influențelor asupra corpului. Prima lege a lui Newton se mai numește și legea inerției.

Înainte de Newton, legea inerției a fost formulată într-o formă mai puțin clară de Galileo Galilei. Omul de știință a numit inerția „mișcare imprimată indestructibil”. Legea inerției lui Galileo spune: în absența forțelor externe, un corp fie este în repaus, fie se mișcă uniform. Marele merit al lui Newton este că a reușit să combine principiul relativității lui Galileo, propriile sale lucrări și lucrările altor oameni de știință în „Principiile matematice ale filosofiei naturale”.

Este clar că astfel de sisteme, în care căruciorul a fost împins și s-a rostogolit fără acțiunea forțelor externe, de fapt nu există. Forțele acționează întotdeauna asupra corpurilor și este aproape imposibil să se compenseze complet acțiunea acestor forțe.

De exemplu, totul de pe Pământ se află într-un câmp gravitațional constant. Când ne mișcăm (nu contează dacă mergem, mergem cu mașina sau mergem cu bicicleta), trebuie să depășim multe forțe: frecare de rulare și frecare de alunecare, gravitație, forță Coriolis.

A doua lege a lui Newton

Îți amintești exemplul despre cărucior? În acest moment am aplicat la ea vigoare! În mod intuitiv, căruciorul se va rostogoli și în curând se va opri. Aceasta înseamnă că viteza lui se va schimba.

În lumea reală, viteza unui corp se schimbă cel mai adesea, mai degrabă decât să rămână constantă. Cu alte cuvinte, corpul se mișcă cu accelerație. Dacă viteza crește sau scade uniform, atunci se spune că mișcarea este accelerată uniform.

Dacă un pian cade de pe acoperișul unei case, atunci se mișcă uniform sub influența accelerației constante datorate gravitației g. Mai mult, orice obiect arcuit aruncat pe o fereastră de pe planeta noastră se va mișca cu aceeași accelerație de cădere liberă.

A doua lege a lui Newton stabilește relația dintre masă, accelerație și forță care acționează asupra unui corp. Iată formularea celei de-a doua legi a lui Newton:

Accelerația unui corp (punct material) într-un cadru de referință inerțial este direct proporțională cu forța aplicată acestuia și invers proporțională cu masa.

Dacă asupra unui corp acționează simultan mai multe forțe, atunci rezultanta tuturor forțelor, adică suma vectorială a acestora, este înlocuită în această formulă.

În această formulare, a doua lege a lui Newton este aplicabilă numai pentru mișcarea cu o viteză mult mai mică decât viteza luminii.

Există o formulare mai universală a acestei legi, așa-numita formă diferențială.

În orice perioadă infinitezimală de timp dt forța care acționează asupra corpului este egală cu derivata impulsului corpului în raport cu timpul.

Care este a treia lege a lui Newton? Această lege descrie interacțiunea corpurilor.

A treia lege a lui Newton ne spune că pentru fiecare acțiune există o reacție. Și, în sens literal:

Două corpuri acționează unul asupra celuilalt cu forțe opuse ca direcție, dar egale ca mărime.

Formula care exprimă a treia lege a lui Newton:

Cu alte cuvinte, a treia lege a lui Newton este legea acțiunii și reacției.

Exemplu de problemă folosind legile lui Newton

Iată o problemă tipică folosind legile lui Newton. Soluția sa folosește prima și a doua lege a lui Newton.

Parașutătorul și-a deschis parașuta și coboară cu viteză constantă. Care este forța de rezistență a aerului? Greutatea parașutistului este de 100 de kilograme.

Soluţie:

Mișcarea parașutistului este uniformă și rectilinie, așadar, conform Prima lege a lui Newton, acţiunea forţelor asupra acestuia este compensată.

Parașutătorul este afectat de gravitație și rezistența aerului. Forțele sunt direcționate în direcții opuse.

Conform celei de-a doua legi a lui Newton, forța gravitației este egală cu accelerația gravitației înmulțită cu masa parașutistului.

Răspuns: Forța de rezistență a aerului este egală ca mărime cu forța gravitației și este îndreptată în direcția opusă.

Apropo! Pentru cititorii noștri există acum o reducere de 10% la orice tip de lucrare

Iată o altă problemă fizică pentru a vă ajuta să înțelegeți funcționarea celei de-a treia legi a lui Newton.

Un țânțar lovește parbrizul unei mașini. Comparați forțele care acționează asupra unei mașini și a unui țânțar.

Soluţie:

Conform celei de-a treia legi a lui Newton, forțele cu care corpurile acționează unul asupra celuilalt sunt egale ca mărime și opuse ca direcție. Forța pe care țânțarul o exercită asupra mașinii este egală cu forța pe care o exercită mașina asupra țânțarului.

Un alt lucru este că efectele acestor forțe asupra corpurilor sunt foarte diferite din cauza diferențelor de mase și accelerații.

Isaac Newton: mituri și fapte din viață

La momentul publicării lucrării sale principale, Newton avea 45 de ani. Pentru mine viata lunga omul de știință a adus o contribuție uriașă științei, punând bazele fizicii moderne și determinând dezvoltarea acesteia pentru anii următori.

A studiat nu numai mecanica, ci și optica, chimia și alte științe, a desenat bine și a scris poezie. Nu este de mirare că personalitatea lui Newton este înconjurată de multe legende.

Mai jos sunt câteva fapte și mituri din viața lui I. Newton. Să clarificăm imediat că un mit nu este o informație de încredere. Cu toate acestea, admitem că miturile și legendele nu apar de la sine și unele dintre cele de mai sus se pot dovedi a fi adevărate.

• Fapt. Isaac Newton era un om foarte modest și timid. S-a imortalizat datorită descoperirilor sale, dar el însuși nu a căutat niciodată faima și chiar a încercat să o evite.
• Mit. Există o legendă conform căreia Newton a avut o epifanie când un măr a căzut peste el în grădină. Era vremea epidemiei de ciumă (1665-1667), iar omul de știință a fost nevoit să părăsească Cambridge, unde a lucrat constant. Nu se știe cu siguranță dacă căderea mărului a fost într-adevăr un eveniment atât de fatal pentru știință, deoarece primele mențiuni ale acestui lucru apar numai în biografiile omului de știință după moartea sa, iar datele diferiților biografi diferă.
• Fapt. Newton a studiat și apoi a lucrat mult la Cambridge. Datorită datoriei sale, trebuia să predea studenților câteva ore pe săptămână. În ciuda meritelor recunoscute ale omului de știință, cursurile lui Newton au fost slab frecventate. S-a întâmplat să nu vină nimeni deloc la cursurile lui. Cel mai probabil, acest lucru se datorează faptului că omul de știință a fost complet absorbit de propriile sale cercetări.
• Mit.În 1689, Newton a fost ales în Parlamentul Cambridge. Potrivit legendei, pe parcursul a mai bine de un an de ședință în parlament, omul de știință, mereu absorbit în gândurile sale, a luat cuvântul pentru a vorbi o singură dată. A cerut să închidă fereastra pentru că era un curent de aer.
• Fapt. Nu se știe care ar fi fost soarta omului de știință și a întregii științe moderne dacă și-ar fi ascultat mama și ar fi început să cultive la ferma familiei. Doar datorită convingerii profesorilor și a unchiului său, tânărul Isaac a continuat să studieze în loc să planteze sfeclă, să împrăștie gunoi de grajd pe câmpuri și să bea seara în cârciumile locale.

Dragi prieteni, amintiți-vă - orice problemă poate fi rezolvată! Dacă întâmpinați probleme la rezolvarea unei probleme de fizică, uitați-vă la formulele de bază ale fizicii. Poate că răspunsul este chiar în fața ochilor tăi și trebuie doar să-l iei în considerare. Ei bine, dacă nu ai deloc timp pentru studii independente, un serviciu studenți specializat îți stă mereu la dispoziție!

La final, vă sugerăm să vizionați o lecție video pe tema „Legile lui Newton”.

În binecunoscutul joc de remorcher, ambele părți acționează una asupra celeilalte (prin frânghie) cu forțe egale, după cum rezultă din legea acțiunii și reacției. Aceasta înseamnă că câștigătorul (trag de război) nu va fi partidul care trage mai tare, ci cel care împinge mai tare împotriva Pământului.

Cum putem explica că un cal trage o sanie dacă, după cum rezultă din legea acțiunii și reacției, sania trage calul înapoi cu aceeași forță absolută? F 2, cu care calul trage sania înainte (putere F 1)? De ce aceste forțe nu sunt echilibrate?

Faptul este că, în primul rând, deși aceste forțe sunt egale și direct opuse, ele sunt aplicate unor corpuri diferite, iar în al doilea rând, forțele de pe drum acționează și asupra saniei și a calului (Fig. 9).

Rezistenţă F 1 din lateralul calului se aplică pe sanie, care, pe lângă această forță, suferă doar o mică forță de frecare f 1 alergători pe zăpadă; asa ca sania incepe sa mearga inainte. La cal, pe lângă forța din sanie F 2 îndreptat înapoi, aplicat de pe marginea drumului în care își sprijină picioarele, forțează f 2, îndreptată înainte și mai mare decât forța exercitată de sanie. Prin urmare, și calul începe să înainteze. Dacă puneți un cal pe gheață, atunci forța de la gheața alunecoasă va fi insuficientă; iar calul nu va muta sania. La fel se va întâmpla și cu o căruță foarte încărcată, când calul, chiar împingându-și picioarele, nu va putea crea suficientă forță pentru a muta căruța de la locul său. După ce calul a mutat sania și s-a stabilit mișcarea uniformă a saniei, forța f 1 va fi echilibrat de forțe f 2 (prima lege a lui Newton).

O întrebare similară apare atunci când se analizează mișcarea unui tren sub influența unei locomotive electrice. Și aici, ca și în cazul precedent, mișcarea este posibilă doar datorită faptului că, pe lângă forțele de interacțiune dintre corpul de tragere (cal, locomotivă electrică) și „remorcă” (sanie, tren), forțe care acționează asupra corpul de tragere de pe marginea drumului sau șinelor sunt îndreptate înainte. Pe o suprafață perfect alunecoasă de pe care nu se poate „împinge”, nici o sanie cu un cal, nici un tren, nici o mașină nu s-ar putea mișca.

A treia lege a lui Newton explică fenomen de recul când a fost concediat. Să instalăm pe căruță un model de tun, care funcționează cu ajutorul aburului (Fig. 10) sau cu ajutorul unui arc. Lasă căruciorul să fie în repaus la început. Când este tras, „proiectila” (pluta) zboară într-o direcție, iar „pistolul” se rostogolește înapoi în cealaltă.

Reculul pistolului este rezultatul reculului. Recul nu este altceva decât reacția proiectilului, care acționează, conform celei de-a treia legi a lui Newton, asupra tunului care aruncă proiectilul. Conform acestei legi, forța care acționează din tun asupra proiectilului este întotdeauna egală cu forța care acționează din proiectil asupra tunului și este îndreptată opus acesteia.

În binecunoscutul joc al remorcherului, ambele părți acționează una asupra celeilalte (prin frânghie) cu forțe egale, după cum reiese din legea acțiunii și reacției. Aceasta înseamnă că câștigătorul (trag de război) nu va fi partidul care trage mai tare, ci cel care împinge mai tare împotriva Pământului.

Orez. 72. Un cal se va mișca și va transporta o sanie încărcată, deoarece din marginea drumului, forțe de frecare mai mari acționează asupra copitelor sale decât asupra alergătorilor alunecoși ai saniei.

Cum putem explica că un cal trage o sanie dacă, după cum rezultă din legea acțiunii și reacției, sania trage calul înapoi cu aceeași forță absolută ca și calul trage sania înainte (forță)? De ce aceste forțe nu sunt echilibrate? Cert este că, în primul rând, deși aceste forțe sunt egale și direct opuse, ele sunt aplicate unor corpuri diferite, iar în al doilea rând, forțele din drum acționează și asupra săniii și calului (Fig. 72). Forța de la cal este aplicată saniei, care, pe lângă această forță, experimentează doar o mică forță de frecare a alergătorilor pe zăpadă; asa ca sania incepe sa mearga inainte. Calului, pe lângă forța din partea laterală a saniei, îndreptată înapoi, se aplică forțe din marginea drumului, în care se sprijină cu picioarele, îndreptate înainte și mai mare decât forța din partea laterală a saniei. . Prin urmare, și calul începe să înainteze. Dacă puneți un cal pe gheață, atunci forța de la gheața alunecoasă va fi insuficientă, iar calul nu va mișca sania. La fel se va întâmpla și cu o căruță foarte încărcată, când calul, chiar împingându-și picioarele, nu va putea crea suficientă forță pentru a muta căruța de la locul său. După ce calul a deplasat sania și a fost stabilită mișcarea uniformă a saniei, forța va fi echilibrată de forțe (prima lege a lui Newton).

O întrebare similară apare atunci când se analizează mișcarea unui tren sub influența unei locomotive electrice. Și aici, ca și în cazul precedent, mișcarea este posibilă doar datorită faptului că, pe lângă forțele de interacțiune dintre corpul de tragere (cal, locomotivă electrică) și „remorcă” (sanie, tren), forțe care acționează asupra corpul de tragere de pe marginea drumului sau șinelor sunt îndreptate înainte. Pe o suprafață perfect alunecoasă de pe care nu se poate „împinge”, nici o sanie cu un cal, nici un tren, nici o mașină nu s-ar putea mișca.

Orez. 73. Când o eprubetă cu apă este încălzită, dopul zboară într-o direcție, iar „pistolul” se rostogolește în direcția opusă

A treia lege a lui Newton ne permite să calculăm fenomen de recul când a fost concediat. Să instalăm pe căruță un model de tun, care funcționează cu ajutorul aburului (Fig. 73) sau cu ajutorul unui arc. Lasă căruciorul să fie în repaus la început. Când este tras, „proiectila” (pluta) zboară într-o direcție, iar „pistolul” se rostogolește înapoi în cealaltă. Reculul pistolului este rezultatul reculului. Recul nu este altceva decât reacția proiectilului, care acționează, conform celei de-a treia legi a lui Newton, asupra tunului care aruncă proiectilul. Conform acestei legi, forța care acționează din tun asupra proiectilului este întotdeauna egală cu forța care acționează din proiectil asupra tunului și este îndreptată opus acesteia. Astfel, accelerațiile primite de pistol și proiectil sunt direcționate în direcții opuse, iar ca mărime sunt invers proporționale cu masele acestor corpuri. Ca rezultat, proiectilul și pistolul vor dobândi viteze direcționate opus, care sunt în același raport. Să notăm viteza primită de proiectil cu , iar viteza primită de tun cu , iar masele acestor corpuri vor fi notate cu și respectiv . Apoi

DEFINIŢIE

Formularea celei de-a treia legi a lui Newton. Două corpuri acționează unul asupra celuilalt cu , egale ca mărime și opuse ca direcție. Aceste forțe au aceeași natură fizică și sunt direcționate de-a lungul unei linii drepte care leagă punctele lor de aplicare.

Descrierea celei de-a treia legi a lui Newton

De exemplu, o carte întinsă pe o masă acționează asupra mesei cu o forță direct proporțională cu a ei și îndreptată vertical în jos. Conform celei de-a treia legi a lui Newton, masa acționează în același timp asupra cărții cu absolut aceeași forță, dar îndreptată nu în jos, ci în sus.

Atunci când un măr cade dintr-un copac, Pământul este cel care acționează asupra mărului cu forța atracției sale gravitaționale (în urma căreia mărul se mișcă uniform accelerat spre suprafața Pământului), dar în același timp mărul de asemenea, atrage Pământul spre sine cu aceeași forță. Iar faptul că ni se pare că este mărul care cade pe Pământ, și nu invers, este o consecință. Masa unui măr în comparație cu masa Pământului este incomparabil de mică, prin urmare, mărul este cel care este vizibil pentru ochiul observatorului. Masa Pământului, în comparație cu masa unui măr, este enormă, astfel încât accelerația sa este aproape imperceptibilă.

La fel, dacă lovim o minge, mingea ne lovește în schimb. Un alt lucru este că mingea are o masă mult mai mică decât corpul uman și, prin urmare, impactul ei practic nu se simte. Cu toate acestea, dacă lovi cu piciorul într-o minge grea de fier, răspunsul este simțit bine. De fapt, în fiecare zi „lovim” o minge foarte, foarte grea - planeta noastră - de multe ori. O împingem cu fiecare pas pe care îl facem, doar că în acest caz nu ea zboară, ci noi. Și totul pentru că planeta este de milioane de ori mai mare decât noi în masă.

Astfel, a treia lege a lui Newton afirmă că forțele ca măsură a interacțiunii apar întotdeauna în perechi. Aceste forțe nu sunt echilibrate, deoarece sunt întotdeauna aplicate unor corpuri diferite.

A treia lege a lui Newton este adevărată numai în și este valabilă pentru forțele de orice natură.

Exemple de rezolvare a problemelor

EXEMPLUL 1

EXEMPLUL 2

Exercita

Comparați modulele de accelerație a două bile de aceeași rază în timpul interacțiunii, dacă prima bilă este din oțel și a doua este din plumb.

Soluţie

Să facem un desen Forța de impact cu care a doua bilă acționează asupra primei: și forța de impact cu care prima minge acționează asupra celei de-a doua: Conform celei de-a treia legi a lui Newton, aceste forțe sunt opuse ca direcție și egale ca mărime, deci pot fi scrise. Puteți da câte exemple de interacțiune dintre corpuri doriți. Când tu, fiind într-o barcă, începi să tragi pe alta de frânghie, atunci barca ta va merge cu siguranță înainte (Fig. 1). Acționând asupra a doua barcă, o forțezi să acționeze asupra ambarcațiunii tale. Dacă lovi cu piciorul într-o minge de fotbal, vei simți imediat un efect de recul pe picior. Când două bile de biliard se ciocnesc, ambele bile își schimbă viteza, adică primesc accelerație. Când mașinile se ciocnesc una de cealaltă când formează un tren, arcurile tampon de pe ambele vagoane sunt comprimate. Toate acestea sunt manifestări ale legii generale a interacțiunii corpurilor. Acțiunile corpurilor unul asupra celuilalt sunt de natura interacțiunii nu numai în timpul contactului direct al corpurilor. Așezați, de exemplu, doi magneți puternici, cu poli opuși unul față de celălalt, pe o masă netedă și veți constata imediat că magneții vor începe să se miște unul spre celălalt. Pământul atrage Luna (gravitația universală) și o forțează să se miște pe o cale curbă; la rândul său, Luna atrage și Pământul (tot și forța gravitației universale). Deși, desigur, în cadrul de referință asociat Pământului, accelerația Pământului cauzată de această forță nu poate fi detectată direct (chiar accelerația mult mai mare cauzată de gravitația Pământului de la Soare nu poate fi detectată direct), ea se manifestă în sine sub formă de maree. Modificări vizibile ale vitezelor ambelor corpuri care interacționează sunt observate, totuși, numai în cazurile în care masele acestor corpuri nu diferă mult una de cealaltă. Dacă corpurile care interacționează diferă semnificativ în masă, doar cel cu masa mai mică primește o accelerație vizibilă. Deci, atunci când o piatră cade, Pământul accelerează considerabil mișcarea pietrei, dar accelerația Pământului (și piatra atrage, de asemenea, Pământul) nu poate fi detectată practic, deoarece este foarte mică. Forțele de interacțiune între două corpuri Să aflăm prin experiment cum sunt legate forțele de interacțiune dintre două corpuri. Măsurătorile brute ale forțelor de interacțiune pot fi făcute în următoarele experimente. 1 experienta. Să luăm două dinamometre, să le agățăm cârligele unul de celălalt și, ținând inelele, le vom întinde, urmărind citirile ambelor dinamometre (Fig. 2). Vom vedea că pentru orice întindere, citirile ambelor dinamometre vor coincide; Aceasta înseamnă că forța cu care acționează primul dinamometru asupra celui de-al doilea este egală cu forța cu care acționează al doilea dinamometru asupra primului. 2 experiență. Să luăm un magnet destul de puternic și o bară de fier și să le așezăm pe role pentru a reduce frecarea pe masă (Fig. 3). Atașăm arcuri moi identice la magnet și la bară, care sunt agățate de celelalte capete de pe masă. Magnetul și bara se vor atrage reciproc și vor întinde arcurile. Experiența arată că, în momentul în care mișcarea se oprește, arcurile sunt întinse exact la fel. Aceasta înseamnă că ambele corpuri sunt acționate de forțe de mărime egală și opusă în direcție față de arcuri: \(\vec F_1 = -\vec F_2 \qquad (1)\) Deoarece magnetul este în repaus, forța \(\vec F_2\) este egală ca mărime și opusă ca direcție forței \(\vec F_4\) cu care blocul acționează asupra acestuia: \(\vec F_1 = \vec F_4 \qquad (2)\) În același mod, forțele care acționează asupra blocului de la magnet și arc sunt egale ca mărime și opuse ca direcție: \(\vec F_3 = -\vec F_1 \qquad (3)\) Din egalitățile (1), (2), (3) rezultă că forțele cu care magnetul și bara interacționează sunt egale ca mărime și opuse ca direcție: \(\vec F_3 = -\vec F_4 \qquad (1)\) Experiența arată că forțele de interacțiune dintre două corpuri sunt egale ca mărime și opuse ca direcție chiar și în cazurile în care corpurile se mișcă. 3 experiență. Două persoane stau pe două cărucioare care se pot rostogoli pe șine OŞi ÎN(Fig. 4). Ei țin capetele frânghiei în mâini. Este ușor de descoperit că indiferent cine trage („alege”) de frânghie, O sau ÎN sau amândouă împreună, cărucioarele încep mereu să se miște în același timp și, mai mult, în direcții opuse. Măsurând accelerațiile cărucioarelor, se poate verifica că accelerațiile sunt invers proporționale cu masele fiecăruia dintre cărucioare (inclusiv persoana). Rezultă că forțele care acționează asupra cărucioarelor sunt egale ca mărime. a treia lege a lui Newton Pe baza acestor experimente și a unor experimente similare, poate fi formulată a treia lege a lui Newton. Forțele cu care corpurile acționează unul asupra celuilalt sunt egale ca mărime și sunt direcționate de-a lungul unei linii drepte în direcții opuse. Aceasta înseamnă că dacă pe corp O din partea corpului ÎN actioneaza forta \(\vec F_A\) (Fig. 5), apoi simultan corpul ÎN din partea corpului O acționează forța \(\vec F_B\) și \(\vec F_A = -\vec F_B \qquad (5)\) Folosind a doua lege a lui Newton, putem scrie egalitatea (5) după cum urmează: \(m_1 \cdot \vec a_1 = -m_2 \cdot \vec a_2 \qquad (6)\) Rezultă că \(\frac(a_1)(a_2) = \frac(m_2)(m_1)= \mbox(const) \qquad (7)\) Raportul modulelor a 1 și a 2 a accelerațiilor corpurilor care interacționează este determinat de raportul invers al maselor lor și este complet independent de natura forțelor care acționează între ele. (Aici ne referim la faptul că nicio altă forță, cu excepția forțelor de interacțiune, nu acționează asupra acestor corpuri.) Acest lucru poate fi verificat prin următorul experiment simplu. Să punem două cărucioare de masă egală pe șine netede și pe una dintre ele vom atașa un mic motor electric, pe axul căruia se poate înfășura un fir legat de un alt cărucior, iar pe celălalt vom pune o greutate a cărei masa este egală cu masa motorului (fig. 6). Când motorul este pornit, ambele cărucioare se reped cu aceeași accelerație una spre alta și parcurg aceleași căi. Dacă masa unuia dintre căruțe este de două ori mai mare, atunci accelerația sa va fi jumătate din cea a celuilalt și, în același timp, va acoperi jumătate din distanță. Legătura dintre accelerațiile corpurilor care interacționează și masele acestora poate fi stabilită printr-un astfel de experiment (Fig. 7). Două role de mase diferite legate printr-un fir sunt așezate pe o platformă orizontală. Experiența va arăta că este posibil să găsiți o poziție pentru role atunci când acestea nu se mișcă de-a lungul ei când platforma se rotește. Măsurând razele de circulație a rolelor în jurul centrului platformei, determinăm raportul accelerațiilor centripete ale rolelor: \(\frac(a_1)(a_2) = \frac(\omega \cdot R_1)(\omega \cdot R_2)\) sau \(\frac(a_1)(a_2) = \frac(R_1)(R_2)\ ). Comparând acest raport cu raportul invers al maselor corporale \(\frac(m_2)(m_1)\), suntem convinși că \(\frac(a_1)(a_2) = \frac(m_2)(m_1)\) la orice viteza de rotatie a platformei . Nota Trebuie să ne amintim că forțele discutate în a treia lege a lui Newton atașat de corpuri diferiteși prin urmare nu se pot echilibra reciproc. Neînțelegerea acestui lucru duce adesea la neînțelegeri. Deci, uneori, cu ajutorul celei de-a treia legi a lui Newton, ei încearcă să explice de ce un anumit corp este în repaus. De exemplu, ei susțin că creta de pe masă este în repaus presupus deoarece forța gravitațională \(\vec F_t\), care acționează asupra corpului, conform celei de-a treia legi a lui Newton, este egală ca mărime și opusă ca direcție elasticului. forța \(\vec N\) (reacția de susținere a forței) care acționează asupra acesteia din partea laterală a mesei. De fapt, egalitatea \(\vec F_t + \vec N = 0\) este o consecință a celei de-a doua legi a lui Newton, și nu a treia: accelerația este zero, prin urmare suma forțelor care acționează asupra corpului este zero. Din a treia lege a lui Newton rezultă doar că forța de reacție a suportului \(\vec N\) este egală ca mărime cu forța \(\vec P\) cu care creta apasă pe masă (Fig. 8). Aceste forțe sunt aplicate unor corpuri diferite și direcționate în direcții opuse. Exemple de aplicare a celei de-a treia legi a lui Newton. În binecunoscutul joc al remorcherului, ambele părți acționează una asupra celeilalte (prin frânghie) cu forțe egale, după cum reiese din legea acțiunii și reacției. Aceasta înseamnă că câștigătorul (trag de război) nu va fi partidul care trage mai tare, ci cel care împinge mai tare împotriva Pământului. Cum putem explica că un cal trage o sanie dacă, după cum rezultă din legea acțiunii și reacției, sania trage calul înapoi cu aceeași forță absolută? F 2, cu care calul trage sania înainte (putere F 1)? De ce aceste forțe nu sunt echilibrate? Faptul este că, în primul rând, deși aceste forțe sunt egale și direct opuse, ele sunt aplicate unor corpuri diferite, iar în al doilea rând, forțele de pe drum acționează și asupra saniei și a calului (Fig. 9). Rezistenţă F 1 din lateralul calului se aplică pe sanie, care, pe lângă această forță, suferă doar o mică forță de frecare f 1 alergători pe zăpadă; asa ca sania incepe sa mearga inainte. La cal, pe lângă forța din sanie F 2 îndreptat înapoi, aplicat de pe marginea drumului în care își sprijină picioarele, forțează f 2, îndreptată înainte și mai mare decât forța exercitată de sanie. Prin urmare, și calul începe să înainteze. Dacă puneți un cal pe gheață, atunci forța de la gheața alunecoasă va fi insuficientă; iar calul nu va muta sania. La fel se va întâmpla și cu o căruță foarte încărcată, când calul, chiar împingându-și picioarele, nu va putea crea suficientă forță pentru a muta căruța de la locul său. După ce calul a mutat sania și s-a stabilit mișcarea uniformă a saniei, forța f 1 va fi echilibrat de forțe f 2 (prima lege a lui Newton). O întrebare similară apare atunci când se analizează mișcarea unui tren sub influența unei locomotive electrice. Și aici, ca și în cazul precedent, mișcarea este posibilă doar datorită faptului că, pe lângă forțele de interacțiune dintre corpul de tragere (cal, locomotivă electrică) și „remorcă” (sanie, tren), forțe care acționează asupra corpul de tragere de pe marginea drumului sau șinelor sunt îndreptate înainte. Pe o suprafață perfect alunecoasă de pe care nu se poate „împinge”, nici o sanie cu un cal, nici un tren, nici o mașină nu s-ar putea mișca. A treia lege a lui Newton explică fenomen de recul când a fost concediat. Să instalăm pe căruță un model de tun, care funcționează cu ajutorul aburului (Fig. 10) sau cu ajutorul unui arc. Lasă căruciorul să fie în repaus la început. Când este tras, „proiectila” (pluta) zboară într-o direcție, iar „pistolul” se rostogolește înapoi în cealaltă. Reculul pistolului este rezultatul reculului. Recul nu este altceva decât reacția proiectilului, care acționează, conform celei de-a treia legi a lui Newton, asupra tunului care aruncă proiectilul. Conform acestei legi, forța care acționează din tun asupra proiectilului este întotdeauna egală cu forța care acționează din proiectil asupra tunului și este îndreptată opus acesteia. Despre sensul celei de-a treia legi a lui Newton Semnificația principală a celei de-a treia legi a lui Newton este descoperită atunci când se studiază mișcarea unui sistem de puncte materiale sau a unui sistem de corpuri. Această lege face posibilă demonstrarea unor teoreme importante de dinamică și simplifică foarte mult studiul mișcării corpurilor în cazurile în care acestea nu pot fi considerate puncte materiale. A treia lege este formulată pentru corpuri punctuale(puncte materiale). Aplicarea lui pentru corpuri reale cu dimensiuni finite necesită clarificare și justificare. În această formulare, această lege nu poate fi aplicată cadrelor de referință neinerțiale. Literatură Fizica: Mecanica. Clasa a X-a: Manual. pentru studiul aprofundat al fizicii / M.M. Balashov, A.I. Gomonova, A.B. Dolitsky și alții; Ed. G.Ya. Miakisheva. – M.: Butarda, 2002. – 496 p. Manual de fizică elementară: Tutorial. În 3 volume / Ed. G.S. Landsberg: T. 1. Mecanica. Căldură. Fizică moleculară - M.: FIZMATLIT, 2003. - 608 p. S-ar putea să fiți interesat Pantofi Rezumatul activităților educaționale pentru dezvoltarea vorbirii în grupa de mijloc „Caleidoscopul literar Progresul activităților educaționale Pantofi Înnegrirea argintului: înnegrirea argintului acasă Pantofi Cum să croșetezi un mobil pentru bebeluși Pânză Exemplu de caracteristici pentru un copil Exemplu de caracteristici de scriere pentru un copil preadolescent