mozok.click » Podręczniki w języku polskim » Fizyka » Trzecia zasada Newtona
Інформація про новину
  • Переглядів: 324
  • Автор: admin
  • Дата: 29-03-2018, 03:25
29-03-2018, 03:25

Trzecia zasada Newtona

Категорія: Podręczniki w języku polskim » Fizyka

Uderz dłonią o ławkę. Boli? Dlaczego boli? Przecież uderzałeś o ławkę, a nie ławka o ciebie. Pociągnij kolegę za rękę stojąc na gładkim lodzie. Kto ruszy z miejsca? Obydwaj? Dlaczego? Przecież ty ciągnąłeś kolegę, a nie on ciebie. Czy będziesz mógł wyciągnąć siebie z wody, ciągnąc się za włosy? Nie? Dlaczego? Przecież możesz w taki sposób wyciągnąć z wody człowieka, który jest nawet cięższy od ciebie. Na te i inne pytania udzieli odpowiedzi trzecia zasada Newtona.

Ustalamy trzecią zasadę Newtona

Już wiesz, że ciała zawsze wzajemnie działają jedno na drugie — oddziaływują wzajemnie (rys. 32,1, 32.2). Przeprowadź doświadczenie i wyjaśnij, jak są związane siły, z którymi ciała wzajemnie oddziaływują.

Ustawmy na poziomej powierzchni dwa jednakowe wózki i za pomocą siłomierzy przymocujmy je do pionowych prętów. Na każdym wózku ustawmy magnesy różnoimiennymi biegunami do siebie. Magnesy będą przyciągać się, ruszą z miejsca wózki i rozciągną sprężyny siłomierzy. Doświadczenie pokaże, że wskazania obu siłomierzy będą jednakowe (rys. 32.3).

Można przeprowadzić wiele doświadczeń związanych z mierzeniem takich sił i wyniki zawsze będą takie same: siły, z którymi wzajemnie oddziaływują na siebie dwa ciała, będą równe wzgłędem wartości bezwzgłędnej lecz przeciwnie skierowane (rys. 32.4, 32.5).



 

Wzajemne oddziaływanie ciał opisuje trzecia zasada Newtona:

Ciała wzajemnie na siebie oddziaływują z siłami skierowanymi wzdłuż jednej prostej, równymi co do wartości i przeciwnie skierowanymi:

Dowiadujemy się o niektórych osobliwościach wzajemnego oddziaływania ciał


Zwracając się do przykładów przedstawionych na rys. 32.1—32.5, zauważymy szereg osobliwości.

1. Trzecia zasada Newtona sprawdza się w przypadkach bezpośredniego kontaktu ciał (patrz rys. 32.1, 32.5), tak jak i w przypadkach wzajemnego oddziaływania ciał na odległości (patrz rys. 32.2-32.4).

2. Siły zawsze powstają parami: jeżeli jest siła F1, działająca na ciało 1 ze strony ciała 2, to powinna być równa jej co do wartości i przeciwnie skierowana siła F2 , działająca na ciało 2 ze strony ciała 1. Jednak przejaw tych sił (lub jednej z nich) nie zawsze jest zauważalny. Na przykład w czasie chodzenia odpychasz się od powierzchni Ziemi, więc, działa na ciebie siła ze strony Ziemi. Zgodnie z trzecią zasadą Newtona z taką samą siłą będziesz odpychać Ziemię od siebie. Jednak przez dużą masę Ziemi, wynik działania tej siły będzie niezauważalny. Gdy będziesz iść po lekkiej łodzi płynącej po wodzie, to twoje działanie zmusi ją poruszać się w kierunku przeciwnym do twego ruchu.

3. Siły, które powstają podczas wzajemnego oddziaływania dwóch ciał, zawsze są jednej natury.

Przyjrzyj się rys. 32.1-32.5 i przekonaj się w prawidłowości ostatniego twierdzenia.

Wydawałoby się, że jeżeli przy dowolnym wzajemnym oddziaływaniu powstaje para równych co do wartości i przeciwnie skierowanych sił, to takie siły powinny się wzajemnie równoważyć. To znaczy, że działania nie ma. Jesteśmy skazani na nieruchomość lub na ciągły ruch? Oczywiście, że tak nie jest! Równoważą się tylko siły przyłożone do jednego ciała. Siły, które powstają podczas wzajemnego oddziaływania i przyłożone do różnych ciał nie mogą się równoważyć.

Uczymy się rozwiązywać zadania

Zadanie. Naczynie z wodą jest zrównoważone na wadze (rys. 32.6). Czy zmieni się równowaga wagi, jeżeli zanurzymy do wody palec, nie dotykając przy tym ścianek i dna naczynia?


Rozwiązanie. Po zanurzeniu do wody, na palec zacznie działać siła Archimedesa, skierowana pionowo do góry. Zgodnie z trzecią zasadą Newtona na wodę ze strony palca będzie działać siła — równa co do wartości sile Archimedesa i skierowana w dół: F. = -F

cisn A

(rys. 32.7). Więc palec, nawet nie dotykając dna i ścianek naczynia, popcha wodę, a razem z wodą i naczynie w dół - waga stanie się nierównoważona.

Odpowiedź: równowagi nie będzie.

Podsumowanie

Ciała zawsze wzajemnie działają jedno na drugie. Wzajemne oddziaływanie ciał opisuje trzecia zasada Newtona (zasada wzajemnego oddziaływania): siły, z którymi ciała oddziaływują wzajemnie, skierowane wzdłuż jednej prostej równe co do wartości i przeciwne co do kierunku: F1 = -F2 . Pary sił, które powstają podczas wzajemnego oddziaływania ciał, zawsze mają jednakową naturę; te siły nie równoważą się wzajemnie dlatego, że są przyłożone do różnych ciał.

Pytania kontrolne

1. Sformułuj trzecią zasadę Newtona. Dlaczego tę zasadę nazywamy zasadą wzajemnego oddziaływania? 2. Podaj przykłady trzeciej zasady Newtona. 3. Co można powiedzieć o naturze sił, które powstają podczas wzajemnego oddziaływania ciał? Podaj przykłady. 4. Dlaczego siły, które powstają podczas wzajemnego oddziaływania ciał nie równoważą się wzajemnie?

Ćwiczenie nr 32

1. Dziewczynka uderzyła piłkę z siłą 10 N (rys. 1). Z jaką siłą piłka „uderzy” dziewczynkę? W jakim kierunku będzie działać ta siła?

2. Rozpatrz grawitacyjne oddziaływanie jabłka, wiszącego na gałęzi i Ziemi (rys. 1). Co będzie bardziej przyciągać się: jabłko do Ziemi czy Ziemia do jabłka?

3. Chłopczyk o masie 48 kg, stojąc na gładkim lodzie, odpycha od siebie kulę o masie 3 kg, przekazując jej w kierunku poziomym przyspieszenie równe 8 m/s2. Jakie przyspieszenie uzyska chłopczyk?

4. Sznur wytrzymuje napięcie ok. 300 N. Czy rozerwie się sznur, jeżeli cztery osoby ciągną go w przeciwne boki tak, jak pokazano na rys. 2, z siłą 100 N każdy? Czy rozerwie się sznur, jeżeli jeden z jego końców umocować, a wszyscy czworo będą go ciągnąć za drugi koniec w jednym kierunku?

5. Pomyśl i napisz 5-10 przykładów wzajemnego oddziaływania ciał. Wykonaj szkice rysunków. Wskaż pary sił (jak „niewidocznych” tak i widocznych).

 

 

Źródło: Fizyka podręcznik dla klasy 9 Barjachtar

 






^