Номер 5, страница 83 - гдз по физике 10 класс учебник часть 1 Генденштейн, Дик

Механика. Глава 2. Динамика. Параграф 10. Взаимодействие двух тел. Третий закон Ньютона - номер 5, страница 83.

Условие.

5. Приведите примеры проявления третьего закона Ньютона.

Решение.

Третий закон Ньютона утверждает, что силы всегда возникают парами. Если одно тело действует на другое с некоторой силой (действие), то второе тело одновременно действует на первое с силой, равной по модулю и противоположной по направлению (противодействие). Важно помнить, что эти две силы приложены к разным телам, поэтому они никогда не компенсируют друг друга. В виде формулы закон записывается так: $ \vec{F}_{1 \rightarrow 2} = - \vec{F}_{2 \rightarrow 1} $.

Вот несколько примеров проявления третьего закона Ньютона:

1. Ходьба и бег

Когда человек идет по земле, он отталкивается ногой от поверхности, прикладывая к ней силу, направленную назад. Согласно третьему закону Ньютона, земля в этот же момент действует на ногу человека с точно такой же по величине силой, но направленной вперед. Именно эта сила реакции опоры и сообщает человеку ускорение, позволяя ему двигаться. Без этого взаимодействия (например, на очень скользком льду) оттолкнуться и пойти было бы невозможно.

Ответ: Сила, с которой человек толкает землю назад, равна по модулю и противоположна по направлению силе, с которой земля толкает человека вперед.

2. Реактивное движение ракеты

Двигатель ракеты выбрасывает продукты сгорания топлива (газы) с огромной скоростью. При этом ракета действует на массу газов с силой, направленной вниз. По третьему закону Ньютона, газы, в свою очередь, действуют на ракету с равной по модулю, но направленной вверх силой. Эта сила противодействия (реактивная тяга) и поднимает ракету в космос. Этот принцип работает и в вакууме, так как ракете не нужен воздух, чтобы "отталкиваться".

Ответ: Сила, с которой ракета отталкивает от себя струю газов, равна по модулю и противоположна по направлению реактивной силе, с которой газы толкают ракету.

3. Плавание в воде

Пловец или гребец на лодке для движения вперед отталкивает воду назад руками, ногами или веслами. Они прикладывают к воде силу, направленную назад. Вода, в соответствии с третьим законом Ньютона, толкает пловца или лодку вперед с силой, равной по величине и противоположной по направлению. Эта сила реакции воды и является движущей силой.

Ответ: Сила, с которой пловец (или весло) толкает воду назад, равна по модулю и противоположна по направлению силе, с которой вода толкает пловца (или лодку) вперед.

4. Отдача при выстреле

В момент выстрела из огнестрельного оружия пороховые газы с огромной силой толкают пулю вперед по стволу. Одновременно, по третьему закону Ньютона, пуля и газы с точно такой же силой толкают оружие назад. Это движение оружия назад и называется отдачей. Поскольку масса оружия несравнимо больше массы пули ($ m_{оружия} \gg m_{пули} $), его ускорение ($ a = F/m $) будет во столько же раз меньше ускорения пули, но силы взаимодействия между ними абсолютно одинаковы.

Ответ: Сила, выталкивающая пулю из ствола, равна по модулю и противоположна по направлению силе отдачи, действующей на оружие.

5. Гравитационное взаимодействие Земли и Луны

Земля притягивает к себе Луну силой всемирного тяготения, которая удерживает Луну на ее орбите. Согласно третьему закону Ньютона, Луна притягивает Землю с точно такой же по модулю, но противоположно направленной силой. Это взаимное притяжение, в частности, является причиной возникновения приливов и отливов на Земле.

Ответ: Сила, с которой Земля притягивает Луну, равна по модулю и противоположна по направлению силе, с которой Луна притягивает Землю.