Дано, что массы тел равны, обозначим их как m. Пусть первое тело движется по пути x1 за время t, а второе тело движется по пути x2 за то же время t.
Согласно второму закону Ньютона, сила, действующая на тело, равна произведению массы тела на его ускорение:
F1 = ma1 F2 = ma2
Используя уравнение движения: x = 0.5at^2, можно выразить ускорение a через путь x и время t:
a1 = 2x1/t^2 a2 = 2x2/t^2
Теперь подставим значения ускорений в уравнения сил:
F1 = m*(2x1/t^2) F2 = m(2*x2/t^2)
Умножим оба уравнения на t^2 и разделим на m, чтобы избавиться от массы:
F1t^2/m = 2x1 F2t^2/m = 2x2
Таким образом, получаем, что путь x1 пропорционален действующей силе F1, а путь x2 пропорционален действующей силе F2.
Теперь рассмотрим обратную ситуацию. Пусть на оба тела действуют одинаковые силы F. Из уравнения F = m*a следует, что ускорение обоих тел будет одинаковым:
a1 = F/m a2 = F/m
Подставим значения ускорений в уравнения движения:
x1 = 0.5*(F/m)t^2 x2 = 0.5(F/m)*t^2
Из этих уравнений видно, что пути x1 и x2 обратно пропорциональны массам тел m1 и m2 в случае равных действующих на них сил F.
Таким образом, мы показали, что пути, пройденные телами в одно и то же время, пропорциональны действующим силам, если массы тел равны, и обратно пропорциональны массам, если действующие на них силы равны.
