Номер 2, страница 63 - гдз по физике 7 класс учебник Кронгарт, Даданбеков

2. Что происходит с телами при взаимодействии?

При взаимодействии тел происходит изменение их состояния, которое может проявляться в различных формах. Взаимодействие — это фундаментальное понятие в физике, описывающее, как тела влияют друг на друга. Рассмотрим основные явления, происходящие при взаимодействии.

1. Изменение скорости (состояния движения)

Основным и самым очевидным следствием взаимодействия является изменение скорости тел. Если тело находилось в покое, оно может начать двигаться. Если тело двигалось, может измениться его скорость, направление движения или и то, и другое. Это изменение скорости (ускорение) происходит из-за того, что взаимодействующие тела действуют друг на друга с силами. Согласно второму закону Ньютона, сила $ \vec{F} $ вызывает ускорение $ \vec{a} $: $ \vec{F} = m\vec{a} $, где $ m $ — масса тела.

2. Взаимность действия (Третий закон Ньютона)

Взаимодействие всегда является взаимным. Если тело 1 действует на тело 2 с силой $ \vec{F}_{12} $, то тело 2 одновременно действует на тело 1 с силой $ \vec{F}_{21} $, которая равна по модулю и противоположна по направлению: $ \vec{F}_{12} = -\vec{F}_{21} $. Это означает, что в процессе взаимодействия оба тела испытывают воздействие и, как следствие, оба изменяют свою скорость. Например, когда вы толкаете стену, стена с такой же силой толкает вас. Ваша скорость меняется, а скорость стены (вместе с Землей) меняется на пренебрежимо малую величину из-за её огромной массы.

3. Деформация

При контактном взаимодействии, особенно при столкновениях, тела могут изменять свою форму и размеры, то есть деформироваться. Деформация бывает двух типов: упругая, при которой тело полностью восстанавливает свою первоначальную форму после прекращения взаимодействия (например, резиновый мяч после удара о пол), и неупругая (пластическая), при которой тело сохраняет остаточные изменения формы после взаимодействия (например, кусок пластилина после удара).

4. Обмен импульсом и энергией

В ходе взаимодействия тела обмениваются импульсом и энергией. Важнейшими принципами здесь являются законы сохранения. Закон сохранения импульса гласит, что в замкнутой системе (где на тела не действуют внешние силы или их действие скомпенсировано) суммарный импульс всех тел до взаимодействия равен суммарному импульсу после взаимодействия. Импульс отдельного тела $ \vec{p} = m\vec{v} $ может измениться, но сумма импульсов системы остается постоянной. Закон сохранения энергии утверждает, что полная энергия замкнутой системы также сохраняется. Однако кинетическая энергия (энергия движения) может переходить в другие виды энергии. При упругом взаимодействии (например, столкновение бильярдных шаров) кинетическая энергия системы сохраняется. При неупругом взаимодействии часть кинетической энергии превращается во внутреннюю энергию (нагрев тел), энергию деформации, звук и т.д.

В качестве примера можно рассмотреть столкновение двух автомобилей. При столкновении они действуют друг на друга с огромными силами, что приводит к резкому изменению их скоростей. Происходит сильная пластическая деформация кузовов. Значительная часть их первоначальной кинетической энергии превращается во внутреннюю энергию (нагрев), работу по разрушению материалов и звук. При этом суммарный импульс автомобилей непосредственно перед столкновением равен их суммарному импульсу сразу после него (если пренебречь внешними силами, такими как трение).

Ответ: При взаимодействии тела действуют друг на друга с силами, равными по модулю и противоположными по направлению. В результате этого взаимодействия у тел изменяются скорости (они получают ускорение), происходит обмен импульсом и энергией, а также возможна их деформация (упругая или неупругая). В замкнутой системе взаимодействующих тел сохраняются полный импульс и полная энергия.