Номер 7, 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 7, страница 83.

Условие.

7. Приведите примеры взаимодействия двух тел, когда:

а) заметны результаты действия обоих тел друг на друга;

б) заметен результат действия только одного тела на другое.

Объясните, чем обусловлено это различие.

Решение.

а) заметны результаты действия обоих тел друг на друга
Примером такого взаимодействия может служить столкновение двух бильярдных шаров. В момент удара первый шар действует на второй, изменяя его скорость и направление движения. Одновременно второй шар с такой же по величине силой действует на первый, что также приводит к заметному изменению его скорости и направления движения. Результат взаимодействия (изменение движения) очевиден для обоих шаров, так как их массы сопоставимы.
Ответ: Столкновение двух бильярдных шаров или двух автомобилей.

б) заметен результат действия только одного тела на другое
Примером может служить падение яблока на Землю. Яблоко и Земля притягивают друг друга с одинаковыми по модулю силами. Под действием этой силы яблоко приобретает значительное ускорение и заметно изменяет свою скорость, падая на поверхность. Земля, в свою очередь, также приобретает ускорение, направленное к яблоку, но из-за своей огромной массы это ускорение ничтожно мало и его невозможно заметить или измерить.
Ответ: Падение камня на Землю; притяжение железной скрепки к магниту.

Объяснение различия:
Это различие обусловлено вторым и третьим законами Ньютона. Согласно третьему закону Ньютона, силы, с которыми два тела действуют друг на друга, всегда равны по модулю и противоположны по направлению: $F_1 = F_2$. Однако результат действия силы (ускорение) зависит не только от самой силы, но и от массы тела, что описывается вторым законом Ньютона: $a = F/m$.

В случае а) массы взаимодействующих тел сопоставимы ($m_1 \approx m_2$). Так как силы взаимодействия равны ($F_1 = F_2$), то и ускорения, получаемые телами, будут сопоставимы по величине ($a_1 = F_1/m_1$ и $a_2 = F_2/m_2$, следовательно, $a_1 \approx a_2$). Поэтому изменение движения заметно у обоих тел.

В случае б) массы тел сильно различаются (например, масса Земли $m_З$ и масса яблока $m_я$, где $m_З \gg m_я$). Хотя силы притяжения равны ($F_З = F_я$), ускорение, получаемое телом с меньшей массой (яблоком), будет огромным по сравнению с ускорением тела с большей массой (Земли):
$a_я = F_я/m_я$ (заметное ускорение)
$a_З = F_З/m_З$ (ничтожно малое ускорение, так как $m_З$ очень велика)
Именно поэтому мы видим только результат действия силы на тело с меньшей массой.
Ответ: Различие в результатах взаимодействия обусловлено значительной разницей в массах взаимодействующих тел. При равных силах взаимодействия тело с меньшей массой получает значительно большее ускорение, которое и является заметным результатом.