Номер 179, страница 33 - гдз по физике 9 класс сборник вопросов и задач Марон, Марон

Законы движения и взаимодействия тел. Третий закон Ньютона - номер 179, страница 33.

Условие.

179. Почему лодка не сдвигается с места, когда человек, находящийся в ней, давит на борт, и приходит в движение, если человек, выйдя из лодки, будет толкать её с такой же силой?

Решение.

Решение

Данное явление объясняется законами Ньютона, в частности, третьим законом, и различием между внутренними и внешними силами по отношению к системе тел.

В первом случае, когда человек находится внутри лодки, он и лодка составляют единую механическую систему. Сила, с которой человек давит на борт, является внутренней силой для этой системы. Согласно третьему закону Ньютона, лодка действует на человека с силой, равной по модулю и противоположной по направлению. Эти две силы приложены к разным частям одной и той же системы «человек-лодка», и их векторная сумма равна нулю. Внутренние силы не могут изменить скорость движения центра масс системы, поэтому система в целом остается в покое.

Во втором случае, когда человек выходит из лодки и толкает ее, например, стоя на берегу, ситуация меняется. Человек и лодка теперь рассматриваются как отдельные тела. Сила, с которой человек толкает лодку, является для лодки внешней. Эта внешняя сила не скомпенсирована (если не считать силы сопротивления воды), и, согласно второму закону Ньютона ($ \vec{F}=m\vec{a} $), она вызывает ускорение лодки, приводя ее в движение. Сам человек при этом упирается в землю, и сила реакции опоры со стороны земли позволяет ему приложить усилие к лодке.

Ответ:

Когда человек находится в лодке, сила, с которой он толкает борт, является внутренней для системы «человек-лодка». Эта сила уравновешивается силой реакции со стороны лодки, действующей на человека, и система не движется. Когда человек толкает лодку снаружи, его сила является внешней для лодки и вызывает её движение.