Номер 185, страница 34 - гдз по физике 9 класс сборник вопросов и задач Марон, Марон

Третий закон Ньютона. Законы движения и взаимодействия тел - номер 185, страница 34.

185. В известных опытах Отто Герике с Магдебургскими полушариями с каждой стороны полушарий впрягалось по 8 лошадей (рис. 46). Получилась бы более сильная тяга, если прикрепить одно полушарие к стене, а к другому припрячь 16 лошадей?

Рис. 46

Решение

Рассмотрим силы, действующие на магдебургские полушария в обоих описанных случаях, опираясь на третий закон Ньютона.

В первом случае, когда с каждой стороны впряжено по 8 лошадей, обе группы лошадей создают силу тяги, направленную в противоположные стороны. Обозначим силу тяги одной группы из 8 лошадей как $F_{8}$. С точки зрения физики, вторая группа лошадей является просто точкой опоры для первой. Сила, которая стремится разорвать полушария, равна силе натяжения, создаваемой одной группой лошадей, то есть $F_{8}$. Вторая группа лишь уравновешивает первую, создавая противодействие. Если бы вместо второй группы лошадей одно из полушарий было прикреплено к неподвижной стене, то для разрыва полушарий потребовалась бы та же сила $F_{8}$.

Во втором случае одно полушарие прикреплено к стене, а к другому припрягли 16 лошадей. Стена в данном случае выполняет ту же функцию, что и вторая группа лошадей в первом эксперименте — она создаёт силу реакции (противодействие). Сила тяги, создаваемая 16 лошадьми, будет в два раза больше силы тяги 8 лошадей (при условии, что все лошади тянут с одинаковой силой). Обозначим эту силу как $F_{16}$. Таким образом, $F_{16} = 2 \cdot F_{8}$. Сила, которая стремится разорвать полушария в этом случае, равна силе тяги 16 лошадей, то есть $F_{16}$.

Сравнивая силы, действующие на разрыв полушарий в обоих случаях, получаем:

- В первом случае: сила разрыва равна $F_{8}$.

- Во втором случае: сила разрыва равна $F_{16} = 2 \cdot F_{8}$.

Следовательно, во втором случае сила тяги, разрывающая полушария, будет вдвое сильнее.

Ответ: Да, получилась бы более сильная тяга. При замене одной упряжки из 8 лошадей на стену и удвоении количества лошадей в другой упряжке до 16, сила, разрывающая полушария, увеличится в два раза.