Номер 2, страница 112 - гдз по физике 10 класс учебник Хижнякова, Синявина

Механика. Глава 4. Законы сохранения в механике. Параграф 21. Закон сохранения импульса. Реактивное движение. Вопросы - номер 2, страница 112.

Условие.

2. Какие силы называют:

а) внутренними;

б) внешними по отношению к замкнутой системе тел?

Решение.

а) внутренними

Внутренними силами называют силы взаимодействия между телами (или материальными точками), которые принадлежат рассматриваемой системе. Эти силы описывают, как части системы действуют друг на друга.

Ключевая особенность внутренних сил заключается в том, что они подчиняются третьему закону Ньютона: сила действия одного тела системы на другое ($\vec{F}_{12}$) всегда равна по величине и противоположна по направлению силе, с которой второе тело действует на первое ($\vec{F}_{21}$), то есть $\vec{F}_{12} = -\vec{F}_{21}$. Из-за этого векторная сумма всех внутренних сил в любой системе всегда равна нулю: $\sum \vec{F}_{внутр} = 0$.

Вследствие этого внутренние силы не могут изменить положение центра масс системы или ее суммарный импульс. Они могут лишь изменять взаимное расположение и скорости тел внутри системы. Примерами внутренних сил являются силы гравитационного притяжения между планетами Солнечной системы (если систему составляют планеты и Солнце) или силы упругости, возникающие при столкновении двух бильярдных шаров (если система состоит из этих двух шаров).

Ответ: Внутренними силами называют силы, с которыми взаимодействуют тела, входящие в состав данной системы.

б) внешними по отношению к замкнутой системе тел

Внешними силами называют силы, которые действуют на тела системы со стороны тел, не входящих в данную систему. Это результат взаимодействия системы с ее окружением.

Именно равнодействующая внешних сил определяет изменение полного импульса системы тел в соответствии со вторым законом Ньютона в импульсной форме: $\Delta \vec{p}_{сист} = (\sum \vec{F}_{внешн}) \cdot \Delta t$.

Замкнутая (или изолированная) система тел — это физическая модель, в которой внешние силы либо отсутствуют, либо их векторная сумма равна нулю ($\sum \vec{F}_{внешн} = 0$). В такой системе полный импульс сохраняется. В реальности абсолютно замкнутых систем не существует, но часто можно пренебречь внешними силами (например, силой трения), если они значительно меньше внутренних (например, сил при взрыве или столкновении). Например, для системы «пушка-снаряд» во время выстрела сила взаимодействия между ними (внутренняя) намного больше внешних сил (силы тяжести и сопротивления воздуха), поэтому на коротком промежутке времени выстрела систему можно считать замкнутой.

Ответ: Внешними силами называют силы, действующие на тела системы со стороны тел, которые не принадлежат этой системе.