Номер 9.17, страница 48 - гдз по физике 8 класс задачник Артеменков, Ломаченков

IX. Основы динамики - номер 9.17, страница 48.

Условие.

9.17 Рассказывая о своих приключениях, барон Мюнхгаузен утверждал, что вытащил себя и лошадь из болота за свою косичку. Правду ли говорил барон Мюнхгаузен? Объясните свой ответ.

Решение.

Решение

Барон Мюнхгаузен говорил неправду. С точки зрения законов физики, вытащить себя и лошадь из болота, потянув за собственную косичку, невозможно.

Рассмотрим систему, состоящую из барона и лошади. Для того чтобы эта система начала движение вверх, на нее должна действовать внешняя сила, направленная вверх. Эта сила должна быть больше, чем сумма сил, действующих вниз (сила тяжести и вязкая сила со стороны болота).

Когда барон тянет себя за косичку, он прикладывает к своей голове силу, направленную вверх. Однако, согласно третьему закону Ньютона, на каждое действие есть равное по модулю и противоположное по направлению противодействие. Это означает, что в тот же самый момент его косичка (а следовательно, и всё его тело) действует на его руку с точно такой же силой, но направленной вниз.

Сила, с которой рука тянет косичку, и сила, с которой косичка тянет руку, являются внутренними силами для системы «барон-лошадь». Внутренние силы внутри замкнутой системы не могут изменить положение её центра масс, так как их векторная сумма всегда равна нулю. Чтобы выбраться, барону необходимо было бы взаимодействовать с каким-либо внешним объектом, например, ухватиться за ветку дерева над головой. В этом случае дерево оказало бы на барона внешнее воздействие, которое могло бы вытащить его из болота.

Ответ: Барон Мюнхгаузен говорил неправду. Это физически невозможно. Силы, возникающие при попытке поднять себя за волосы, являются внутренними для системы «человек». Согласно третьему закону Ньютона, они равны по модулю и противоположны по направлению, их сумма равна нулю, и они не могут привести к изменению движения центра масс системы.