Номер 5, страница 86, часть 1 - гдз по физике 9 класс учебник Белага, Воронцова

Часть 1. Глава 2. Основы динамики. Параграф 19. Третий закон Ньютона. Вопросы и задания - номер 5, страница 86.

Условие.

5. О ветровое стекло мотоцикла ударился майский жук. Сравните силы, действующие на жука и на мотоцикл.

Решение.

Решение

Взаимодействие майского жука и ветрового стекла мотоцикла описывается третьим законом Ньютона. Этот закон гласит, что силы, с которыми два тела действуют друг на друга, равны по модулю (величине) и противоположны по направлению.

Обозначим силу, с которой мотоцикл действует на жука, как $ \vec{F}_{1} $, а силу, с которой жук действует на мотоцикл, — как $ \vec{F}_{2} $. Согласно третьему закону Ньютона:

$ \vec{F}_{1} = - \vec{F}_{2} $

Это означает, что векторы сил направлены в противоположные стороны, а их модули равны:

$ | \vec{F}_{1} | = | \vec{F}_{2} | $

Таким образом, сила, действующая на жука со стороны мотоцикла, в момент удара равна по величине силе, действующей на мотоцикл со стороны жука.

Может показаться парадоксальным, что силы равны, ведь последствия удара для жука и мотоцикла совершенно разные. Это различие объясняется вторым законом Ньютона ($ F = ma $), который связывает силу, массу и ускорение. Ускорение, получаемое телом, равно $ a = F/m $.

Поскольку массы жука ($ m_{ж} $) и мотоцикла ($ m_{м} $) сильно различаются ($ m_{м} \gg m_{ж} $), то при одинаковой по модулю силе $ F $ их ускорения будут обратно пропорциональны массам:

Ускорение жука: $ a_{ж} = F / m_{ж} $
Ускорение мотоцикла: $ a_{м} = F / m_{м} $

Так как масса жука очень мала, он испытывает огромное ускорение, которое приводит к его разрушению. Масса мотоцикла, наоборот, очень велика, поэтому его ускорение (изменение скорости) в результате столкновения будет ничтожно малым и практически незаметным.

Ответ: Силы, действующие на жука и на мотоцикл в момент столкновения, равны по модулю и противоположны по направлению.