Номер 3, страница 36 - гдз по физике 9 класс тетрадь-тренажёр Артеменков, Белага

II. Основы динамики. Смотрим и думаем - номер 3, страница 36.

Условие.

3. Можно ли данным способом привести в движение железную тележку? Обоснуйте свой ответ.

Решение.

Нет, данным способом привести в движение железную тележку невозможно.

Решение

Этот механизм не будет работать из-за третьего закона Ньютона. Рассмотрим всю конструкцию (тележка, кран и магнит) как единую систему. Магнит притягивает к себе железную тележку с силой ${\vec{F}}_{1}$ (сила действия), направленной вперед. В то же время, согласно третьему закону Ньютона, тележка притягивает к себе магнит с силой ${\vec{F}}_{2}$ (сила противодействия), которая равна по модулю силе ${\vec{F}}_{1}$ и направлена в противоположную сторону (назад).

Математически это выражается как: ${\vec{F}}_{1} = -{\vec{F}}_{2}$

Поскольку магнит через кран жестко связан с тележкой, сила ${\vec{F}}_{2}$, действующая на магнит, передается всей конструкции, увлекая ее назад. Силы ${\vec{F}}_{1}$ и ${\vec{F}}_{2}$ являются внутренними силами для системы «тележка-кран-магнит». Внутренние силы не могут изменить положение центра масс системы и, следовательно, не могут привести систему в движение из состояния покоя. Для движения необходима внешняя сила, то есть сила, приложенная к системе со стороны другого тела, не входящего в эту систему.

Ответ: Нет, привести тележку в движение таким способом невозможно. Сила притяжения между магнитом и тележкой является внутренней силой для системы «тележка-магнит». Внутренние силы, согласно третьему закону Ньютона, попарно равны по модулю и противоположны по направлению, их результирующая равна нулю, и они не могут заставить систему двигаться.