Номер 3, страница 46 - гдз по физике 9 класс учебник Кабардин

3. В каких системах отсчёта выполняется третий закон Ньютона?

3. Решение

Третий закон Ньютона утверждает, что силы, с которыми два тела действуют друг на друга, равны по величине и противоположны по направлению. Эти силы приложены к разным телам и имеют одну и ту же физическую природу. Математически это записывается в виде:

$ \vec{F}_{12} = -\vec{F}_{21} $

где $ \vec{F}_{12} $ — это сила, действующая на тело 1 со стороны тела 2, а $ \vec{F}_{21} $ — сила, действующая на тело 2 со стороны тела 1.

Этот закон описывает фундаментальное свойство сил взаимодействия, которое не зависит от состояния движения наблюдателя или системы отсчета. В отличие от первого и второго законов Ньютона, которые в своей классической формулировке справедливы только в инерциальных системах отсчета (ИСО), третий закон является более универсальным.

Рассмотрим разницу:

Инерциальные системы отсчета (ИСО): В этих системах, которые покоятся или движутся равномерно и прямолинейно, выполняются все три закона Ньютона в их простейшей форме.

Неинерциальные системы отсчета (НИСО): Это системы, движущиеся с ускорением. В них первый и второй законы Ньютона в их классической форме ($ \vec{F}=m\vec{a} $) не выполняются. Чтобы формально использовать второй закон, в НИСО вводят фиктивные силы, или силы инерции (например, центробежную силу или силу Кориолиса). Важнейшей особенностью этих сил является то, что для них не существует противодействующей силы в смысле третьего закона Ньютона, поскольку они не являются результатом взаимодействия тел, а следствием ускоренного движения самой системы отсчета.

Однако сам третий закон Ньютона касается только реальных, физических сил взаимодействия (гравитационных, электромагнитных, сил упругости и т.д.). Характер этого взаимодействия, а именно равенство по модулю и противоположность по направлению парных сил, не меняется при переходе от одной системы отсчета к другой, даже если одна из них неинерциальная. Сила, с которой книга давит на стол, всегда будет равна по модулю и противоположна по направлению силе, с которой стол действует на книгу, независимо от того, находится ли этот стол на покоящейся Земле или в ускоряющемся лифте.

Таким образом, третий закон Ньютона, описывающий парный характер сил взаимодействия, выполняется в любых системах отсчета.

Ответ: Третий закон Ньютона выполняется в любых системах отсчёта — как в инерциальных, так и в неинерциальных.