Номер 173, страница 32 - гдз по физике 9 класс сборник вопросов и задач Марон, Марон

Законы движения и взаимодействия тел. Третий закон Ньютона - номер 173, страница 32.

Условие.

173. Укажите проявление третьего закона Ньютона в следующих случаях: а) при отталкивании от опоры прыгуна с вышки; б) при толкании ядра; в) в момент приземления прыгуна; г) при ударе по мячу.

Решение.

Третий закон Ньютона гласит, что силы всегда возникают парами. Если тело А действует на тело Б с силой $\vec{F}_{А \to Б}$, то тело Б одновременно действует на тело А с силой $\vec{F}_{Б \to А}$. Эти силы равны по модулю и противоположны по направлению: $\vec{F}_{А \to Б} = -\vec{F}_{Б \to А}$. Рассмотрим проявление этого закона в предложенных случаях.

а) при отталкивании от опоры прыгуна с вышки

Когда прыгун отталкивается от вышки, он действует на нее с силой, направленной вниз и назад. Согласно третьему закону Ньютона, вышка в тот же момент действует на прыгуна с равной по величине, но противоположной по направлению силой. Эта сила, называемая силой реакции опоры, направлена вверх и вперед и именно она придает прыгуну ускорение, необходимое для прыжка. Если сила действия прыгуна на опору равна $\vec{F}_{прыгун \to опора}$, а сила действия опоры на прыгуна равна $\vec{F}_{опора \to прыгун}$, то $\vec{F}_{прыгун \to опора} = -\vec{F}_{опора \to прыгун}$.

Ответ: Прыгун действует на опору (вышку) с некоторой силой, а опора действует на прыгуна с точно такой же по модулю и противоположной по направлению силой.

б) при толкании ядра

Спортсмен, толкая ядро, прикладывает к нему силу, которая сообщает ядру ускорение. В то же самое время ядро, в соответствии с третьим законом Ньютона, действует на руку спортсмена с равной по модулю и противоположной по направлению силой. Эту силу противодействия спортсмен ощущает как давление на руку. Если сила, с которой рука действует на ядро, равна $\vec{F}_{рука \to ядро}$, а сила, с которой ядро действует на руку, равна $\vec{F}_{ядро \to рука}$, то $\vec{F}_{рука \to ядро} = -\vec{F}_{ядро \to рука}$.

Ответ: Рука спортсмена толкает ядро, а ядро с равной по величине и противоположной по направлению силой давит на руку.

в) в момент приземления прыгуна

В момент приземления прыгун воздействует на поверхность земли с силой, направленной вниз. По третьему закону Ньютона, земля одновременно действует на прыгуна с равной по модулю, но противоположной по направлению силой. Эта сила (сила нормальной реакции опоры) направлена вверх. Именно она замедляет движение прыгуна и в конечном итоге останавливает его. Если сила действия прыгуна на землю равна $\vec{F}_{прыгун \to земля}$, а сила действия земли на прыгуна равна $\vec{F}_{земля \to прыгун}$, то $\vec{F}_{прыгун \to земля} = -\vec{F}_{земля \to прыгун}$.

Ответ: Прыгун действует на землю с силой, направленной вниз, а земля действует на прыгуна с равной по модулю силой, направленной вверх.

г) при ударе по мячу

Во время удара, например, ногой по футбольному мячу, нога действует на мяч с определенной силой, заставляя его ускоряться. В тот же момент, согласно третьему закону Ньютона, мяч действует на ногу с точно такой же по величине и противоположной по направлению силой. Эту силу футболист ощущает как ответный удар по ноге. Если сила, с которой нога действует на мяч, равна $\vec{F}_{нога \to мяч}$, а сила, с которой мяч действует на ногу, равна $\vec{F}_{мяч \to нога}$, то $\vec{F}_{нога \to мяч} = -\vec{F}_{мяч \to нога}$.

Ответ: Ударяющий предмет (например, нога) действует на мяч с некоторой силой, и одновременно мяч действует на этот предмет с равной по модулю и противоположной по направлению силой.