Третий закон Ньютона. Принцип относительности Галилея

Третий закон Ньютона и принцип относительности Галилея

Взаимодействие взаимно

Когда весло действует на воду, вода действует на весло. Чтобы назвать силу, укажи оба тела: кто действует и на кого. Силы в такой паре равны по модулю, направлены противоположно вдоль одной прямой и имеют одну природу. Запись третьего закона: $\vec F_{A\to B}=-\vec F_{B\to A}$.

Силы равны ускорения могут различаться

Большая ракетка и маленький мяч действуют друг на друга с равными по модулю силами. При этом ускорение зависит ещё и от массы и других действующих сил.

В модели две тележки взаимодействуют с силой 3 Н и других горизонтальных сил нет. При массах 0,50 и 1,50 кг ускорения равны 6 и 2 м/с², направлены противоположно. Самостоятельно проверь случай масс 1 и 2 кг при силе 4 Н: после попытки должны получиться 4 и 2 м/с².

Тяжесть книги и реакция стола действуют на одну книгу и могут компенсироваться. Они не образуют пару третьего закона. Пара к притяжению книги Землёй — притяжение Земли книгой. Пара к силе стола на книгу — сила книги на стол.

Инерциальные системы равноправны

Поезд движется прямолинейно с постоянной скоростью, вагон не вращается. В нём мяч, отпущенный из покоя относительно пассажира, падает под точку отпускания. От Земли у мяча есть и горизонтальная скорость, равная скорости поезда. Механические явления при одинаковых условиях протекают одинаково во всех инерциальных системах. Это принцип относительности Галилея. Внутренним механическим опытом нельзя обнаружить равномерное поступательное движение закрытого вагона относительно другой инерциальной системы. Разгон и поворот не удовлетворяют этим условиям.

Силы взаимодействия не компенсируются в уравнении для одного тела: в этом уравнении участвуют только силы на выбранном теле.

Проверь себя

Запиши решение до открытия ключей. Ось направлена вправо. Система инерциальна. Массы постоянны. Вертикальные силы в горизонтальных задачах скомпенсированы. Все заданные силы постоянны.

А. Тележка A массой 0,50 кг действует на тележку B массой 1,0 кг с силой 4 Н вправо. Горизонтально они взаимодействуют только друг с другом. Найди силу B на A и ускорения обеих тележек.

Б. Книга покоится на столе. Сила тяжести книги 6 Н вниз, реакция стола 6 Н вверх. Являются ли эти две силы парой третьего закона? Назови пару для каждой.

В. Закрытый вагон движется прямолинейно без вращения с постоянной скоростью 12 м/с. Пассажир отпускает мяч, который был неподвижен относительно вагона. Воздух не влияет. Куда относительно пассажира падает мяч? Можно ли этим опытом обнаружить равномерное движение?

Новая попытка после ошибки. После исправления закрой ответы и реши: A действует на B с силой 7 Н влево. Какова сила B на A, к какому телу она приложена?

Показать ответ после выполнения

Домашняя работа

1. A массой 2 кг и B массой 3 кг взаимодействуют с силой 6 Н. Других горизонтальных сил нет. Найди модули ускорений. 2) Почему к ускоряющемуся вагону нельзя напрямую применить рассуждение о равноправии инерциальных систем?

Главное

Силы взаимодействия двух тел равны по модулю, противоположны и приложены к разным телам. Механические законы имеют одинаковый вид во всех инерциальных системах при одинаковых условиях.