Напиши мне тут про самое главное , кратко и понятно
Сверь числа и знаки с фото.
§ 13 ТРЕТИЙ ЗАКОН НЬЮТОНА
Вы знаете, что не бывает одностороннего действия одного тела на другое, тела всегда взаимодействуют друг с другом. Например, во время забивания гвоздя не только молоток действует на гвоздь, но и гвоздь, в свою очередь, действует на молоток, в результате чего молоток останавливается.
Что можно сказать о силах, с которыми два тела действуют друг на друга?
Для ответа на этот вопрос проделаем опыты.
К укреплённому на штативе демонстрационному динамометру подвесим второй такой же динамометр. При этом стрелки приборов отклонятся в противоположные стороны, но их показания будут одинаковы (рис. 35). Следовательно, динамометры взаимодействуют равными по модулю и противоположно направленными силами.
Тела действуют друг на друга с равными по модулю силами и в том случае, если взаимодействие происходит на расстоянии. Опыт, доказывающий это, изображён на рисунке 36. На стержни динамометров надеты круглые столики, к которым прикреплены плоские магниты. Магниты отталкиваются, поскольку обращены друг к другу одноимёнными полюсами.
До начала опыта динамометры разведены на такое расстояние, при котором силы взаимодействия магнитов практически равны нулю и не регистрируются динамометрами.
Когда один из динамометров стали приближать к другому, их стрелки начали отклоняться от нуля в разные стороны. Это означает, что силы, с которыми магниты действуют друг на друга, противоположны по направлению.
При сближении магнитов показания динамометров возрастают, но в каждый момент они равны друг другу — значит, магниты отталкиваются с равными по модулю силами.
[Рисунок: два динамометра на штативе, соединённые сцепкой; стрелки отклонены в противоположные стороны] Рис. 35. Сцепленные динамометры показывают одинаковые по модулю силы
Теперь рассмотрим опыт, в котором силы взаимодействия измеряются в процессе движения взаимодействующих тел. На рисунке 37 изображён самодвижущийся игрушечный трактор, который тянет в буксу металлическую коробку с грузом. В качестве буксирного троса использованы сцепленные друг с другом трубчатые динамометры, один из которых прикреплён к трактору, а второй — к коробке. Показания динамометров одинаковы, значит, движущиеся трактор и коробка действуют друг на друга с равными по модулю силами.
Эти и многие другие опыты свидетельствуют о том, что
силы, с которыми два тела действуют друг на друга, равны по модулю и противоположны по направлению.
Этот закон был открыт Ньютоном, его называют третьим законом Ньютона.
Математически он записывается в следующем виде:
\[ \vec{F}_1 = -\vec{F}_2 \]
Силы, возникающие в результате взаимодействия тел, направлены вдоль одной прямой. Знак «минус» показывает, что векторы сил направлены в разные стороны.
Любое из наблюдаемых нами движений различных тел можно объяснить с помощью законов Ньютона.
[Рисунок: два динамометра с круглыми столиками и плоскими магнитами, обращёнными друг к другу одноимёнными полюсами] Рис. 36. Взаимодействие магнитов на расстоянии
[Рисунок: игрушечный трактор тянет металлическую коробку через сцепленные трубчатые динамометры] Рис. 37. Взаимодействие движущихся сцепленных тел
Например, идущий человек движется вперёд благодаря тому, что он отталкивается ногами от земли, т. е. взаимодействует с ней. Человек и Земля действуют друг на друга с одинаковыми по модулю и противоположно направленными силами и получают ускорения, обратно пропорциональные их массам. Поскольку масса Земли огромна по сравнению с массой человека, то ускорение Земли практически равно нулю, т. е. она не меняет свою скорость. Человек же приходит в движение относительно Земли.
Следует отметить, что силы, возникающие в результате взаимодействия тел, являются силами одной природы. Например, Земля и Луна взаимодействуют друг с другом посредством сил всемирного тяготения, стальной гвоздь и магнит притягиваются благодаря действию магнитных сил.
Силы, о которых говорится в третьем законе Ньютона, никогда не уравновешивают друг друга, поскольку они приложены к разным телам. (Две равные по модулю и противоположно направленные силы уравновешивают друг друга в том случае, если они приложены к одному телу. Тогда их равнодействующая равна нулю, и тело при этом либо находится в равновесии, т. е. покоится, либо движется равномерно и прямолинейно.)
Законы Ньютона выполняются в инерциальных системах отсчёта и справедливы для сил разной природы. Вид их не изменяется при переходе от одной инерциальной системы отсчёта к другой. В этом заключается принцип относительности Галилея.
[Рисунок: катер на воде] Катер находится в равновесии, так как \( \vec{F}_{\text{[неразборчиво]}} = -\vec{F}_{\text{[неразборчиво]}} \)
- Пользуясь рисунками 35—37, расскажите, как проводились изображённые на них опыты и какие выводы были сделаны на основании полученных результатов. 2. Сформулируйте третий закон Ньютона. Как он записывается математически? 3. Что можно сказать об ускорении, которое получает Земля при взаимодействии с идущим по ней человеком? Ответ обоснуйте. 4. Приведите примеры, показывающие, что силы, возникающие в результате взаимодействия двух тел, одинаковы по своей природе. 5. Почему неверно говорить о равновесии сил, возникающих при взаимодействии тел?
Самое главное
Третий закон Ньютона: два тела действуют друг на друга с силами, равными по модулю и противоположными по направлению, причём эти силы лежат на одной прямой:
\[ \vec{F}_1 = -\vec{F}_2 \]
Пять мыслей, из которых всё вытекает
- Одностороннего действия не бывает. Молоток бьёт по гвоздю — и гвоздь действует на молоток (поэтому молоток останавливается).
- Опыты это подтверждают (рис. 35—37): сцепленные динамометры, магниты на столиках, трактор с коробкой на «тросе» из динамометров. Всюду стрелки отклоняются в разные стороны, но показывают одинаковые числа, то есть \(|F_1| = |F_2|\).
- Минус в формуле — про направление, а не про «исчезновение» силы: векторы противоположны.
- Силы одной природы: Земля и Луна — силы тяготения, гвоздь и магнит — магнитные силы.
- Они приложены к разным телам, поэтому никогда не уравновешивают друг друга. Уравновеситься (дать равнодействующую ноль) могут только силы, приложенные к одному телу — тогда тело покоится или движется равномерно и прямолинейно.
Как это работает на практике
Человек отталкивается от Земли — Земля толкает его вперёд с такой же по модулю силой. Ускорения обратно пропорциональны массам:
\[ \frac{a_1}{a_2} = \frac{m_2}{m_1} \]
Пусть \(m = 60\) кг и сила \(F = 600\) Н. Тогда \(a_{\text{чел}} = 10\) м/с², а \(a_{\text{Земли}} = \frac{600}{6\cdot10^{24}} \approx 10^{-22}\) м/с² — практически ноль. Земля «не замечает», а человек идёт.
Проверка: если силы равны и противоположны, почему тело не стоит на месте? Потому что они приложены к разным телам — складывать их как силы, действующие на одно тело, нельзя.
Дополнительно: законы Ньютона выполняются в инерциальных системах отсчёта, и их вид не меняется при переходе от одной такой системы к другой (принцип относительности Галилея).
