Номер 10, страница 88, часть 1 - гдз по физике 7 класс рабочая тетрадь Грачев, Погожев

Часть 1. Глава 2. Динамика. Параграф 33. Взаимодействие тел. Третий закон Ньютона - номер 10, страница 88.

Условие.

10. Объясните, почему барон Мюнхгаузен не мог вытащить сам себя из болота за волосы.

Решение.

Решение

Действие, описанное в истории о бароне Мюнхгаузене, невозможно с точки зрения фундаментальных законов физики, а именно законов Ньютона.

1. Система и силы. Рассмотрим барона Мюнхгаузена как единую физическую систему. Силы, которыми части системы действуют друг на друга (например, рука на волосы), являются внутренними. Силы, действующие на систему извне (сила тяжести, сила Архимеда со стороны болота), являются внешними.

2. Третий закон Ньютона. Согласно этому закону, на каждое действие есть равное по модулю и противоположное по направлению противодействие. Когда барон тянет свои волосы вверх с силой $ \vec{F} $, его волосы (и, соответственно, всё его тело) тянут его руку вниз с точно такой же по величине силой $ -\vec{F} $. Эти две силы приложены к разным частям одной и той же системы "барон".

3. Влияние сил на движение. Изменить положение центра масс системы могут только внешние силы. Внутренние силы, как в случае с бароном, взаимно компенсируются внутри системы и в сумме дают ноль. Они могут вызвать лишь деформацию или внутреннее напряжение, но не могут привести всю систему в движение. Пытаясь вытащить себя за волосы, барон лишь сжимает свой позвоночник, но не создает силы, которая могла бы поднять его из болота.

Чтобы выбраться, барону нужна внешняя опора (например, ветка дерева), от которой он мог бы оттолкнуться или за которую мог бы ухватиться. Только взаимодействие с объектом вне системы "барон" может создать необходимую внешнюю силу для его спасения.

Ответ: Барон Мюнхгаузен не может вытащить себя из болота за волосы, потому что сила, которую он прикладывает к волосам, является внутренней для системы "барон". По третьему закону Ньютона, она уравновешивается равной по величине и противоположной по направлению силой реакции, действующей на его руку. Внутренние силы не могут изменить движение центра масс системы, для этого требуется воздействие внешней силы.