Номер 1, страница 90 - гдз по физике 10 класс учебник Касьянов

Механика. 3. Динамика материальной точки. Параграф 20. Третий закон Ньютона - номер 1, страница 90.

Условие.

1. Почему при действии тела на частицу возникает противодействие со стороны частицы?

Решение.

1. Возникновение противодействия со стороны частицы при действии на нее тела является фундаментальным свойством природы, которое описывается третьим законом Ньютона. Этот закон гласит, что силы всегда возникают парами в результате взаимодействия тел. Для объяснения этого явления можно выделить несколько ключевых моментов.

Во-первых, важно понимать, что сила — это не одностороннее действие, а взаимодействие. Сила является мерой взаимодействия двух объектов. Невозможно представить, чтобы одно тело действовало на другое, не испытывая при этом ответного действия. Взаимодействие всегда взаимно и двустороннее. Когда тело A действует на частицу B, это означает, что тело A и частица B взаимодействуют друг с другом, и оба испытывают силовое воздействие.

Во-вторых, этот принцип формализован в третьем законе Ньютона. Согласно этому закону, сила, с которой тело действует на частицу (действие), всегда равна по величине и противоположна по направлению силе, с которой частица действует на тело (противодействие). Если обозначить силу, действующую со стороны тела на частицу как $ \vec{F}_{12} $, а силу, действующую со стороны частицы на тело, как $ \vec{F}_{21} $, то закон можно записать в виде формулы: $ \vec{F}_{12} = - \vec{F}_{21} $. Важно отметить, что эти силы приложены к разным телам (одна к частице, другая — к телу), поэтому они не уравновешивают друг друга.

В-третьих, силы действия и противодействия всегда имеют одну и ту же физическую природу. Например, если Земля притягивает яблоко гравитационной силой, то и яблоко притягивает Землю с точно такой же по модулю гравитационной силой.

Наконец, с точки зрения более фундаментальных принципов, третий закон Ньютона является следствием закона сохранения импульса. В замкнутой системе, состоящей из взаимодействующих тела и частицы, их суммарный импульс должен оставаться постоянным. Это означает, что любое изменение импульса одного объекта должно быть точно скомпенсировано равным по величине и противоположным по знаку изменением импульса другого объекта. Поскольку сила по второму закону Ньютона равна скорости изменения импульса ($ \vec{F} = \frac{d\vec{p}}{dt} $), отсюда следует, что силы, с которыми они действуют друг на друга, равны и противоположны.

Таким образом, противодействие возникает не "в ответ" на действие, а одновременно с ним, как неотъемлемая часть единого процесса взаимодействия двух объектов.

Ответ: Противодействие со стороны частицы возникает потому, что любое силовое воздействие является результатом взаимного действия двух объектов (тела и частицы). Согласно третьему закону Ньютона, силы всегда возникают парами: сила действия равна по модулю и противоположна по направлению силе противодействия. Это фундаментальный закон природы, являющийся также следствием закона сохранения импульса.