История развития физики, страница 84 - гдз по физике 10 класс учебник Хижнякова, Синявина

Механика. Глава 3. Динамика. Параграф 16. Закон всемирного тяготения. Вопросы - страница 84.

Условие.

Из истории развития физики

В книге «Математические начала натуральной философии» И. Ньютон пишет: «Я произвёл подобный опыт* с магнитом и железом: если их поместить каждый в отдельный сосуд и пустить плавать на спокойной воде, так чтобы сосуды взаимно касались, то ни тот, ни другой не приходят в движение, но вследствие равенства взаимного притяжения сосуды испытывают равные давления и остаются в равновесии. Подобным образом и притяжение между Землёю и отдельными частями взаимно...»

Какой вывод можно сделать из этого опыта?

Решение.

В описанном Исааком Ньютоном опыте демонстрируется один из фундаментальных законов механики. Этот мысленный эксперимент иллюстрирует суть взаимодействия тел.

Ньютон рассматривает систему из двух тел — магнита и куска железа, которые находятся в плавающих сосудах. Между этими телами возникает сила притяжения. Магнит притягивает железо с некоторой силой $ \vec{F}_{1} $, а железо, в свою очередь, притягивает магнит с силой $ \vec{F}_{2} $.

Ключевое наблюдение в опыте заключается в том, что система в целом остается неподвижной. Сосуды не начинают двигаться ни в одну, ни в другую сторону. Ньютон объясняет это «равенством взаимного притяжения». Это означает, что сила, с которой магнит действует на железо, в точности равна по величине (модулю) и противоположна по направлению силе, с которой железо действует на магнит.

В виде формулы это записывается следующим образом: $ \vec{F}_{1} = - \vec{F}_{2} $

Эти две силы приложены к разным телам (одна к железу, другая к магниту), но поскольку сосуды соприкасаются, они образуют единую систему. Силы $ \vec{F}_{1} $ и $ \vec{F}_{2} $ являются внутренними для этой системы. Сумма внутренних сил равна нулю, и поэтому они не могут привести систему в движение. Равновесие сохраняется.

Таким образом, главный вывод, который следует из этого опыта, — это формулировка третьего закона Ньютона: всякому действию всегда есть равное и противоположное противодействие. Иными словами, силы, с которыми два тела действуют друг на друга, всегда равны по модулю и направлены в противоположные стороны вдоль прямой, соединяющей эти тела.

Ответ: Из этого опыта можно сделать вывод, что силы взаимодействия между двумя телами всегда равны по величине и противоположны по направлению. Этот принцип известен как третий закон Ньютона.