Номер 1, страница 54 - гдз по физике 9 класс учебник Пёрышкин, Гутник

1. Пользуясь рисунками 25—27, расскажите, как проводились изображённые на них опыты и какие выводы были сделаны на основании полученных результатов.

1. Поскольку сами рисунки отсутствуют, опишем классические опыты, которые обычно используются для иллюстрации третьего закона Ньютона и, вероятнее всего, соответствуют рисункам 25–27.

Опыт 1 (предположительно рис. 25): Взаимодействие двух динамометров.

Проведение опыта: Два пружинных динамометра сцепляют крючками. Затем тянут за их кольца в противоположные стороны. Вместо второго человека один из динамометров можно закрепить неподвижно.

Результат: Оба динамометра показывают одинаковые по модулю значения силы. Если один динамометр показывает силу 5 Н, то и второй показывает 5 Н.

Вывод: Этот опыт напрямую демонстрирует, что сила действия равна по модулю силе противодействия. Сила, с которой первый динамометр действует на второй, равна по величине и противоположна по направлению силе, с которой второй динамометр действует на первый.

Опыт 2 (предположительно рис. 26): Взаимодействие двух тележек одинаковой массы.

Проведение опыта: На горизонтальную гладкую поверхность (например, рельс) ставят две тележки одинаковой массы. Между ними помещают сжатую пружину. Когда пружину отпускают (например, пережигая нить, которая ее удерживала), она распрямляется и толкает обе тележки.

Результат: Тележки разъезжаются в противоположные стороны с одинаковыми скоростями. За одно и то же время они проходят одинаковые расстояния.

Вывод: Так как тележки имеют одинаковую массу ($m_1 = m_2$) и приобретают одинаковые по модулю ускорения (поскольку скорости равны, $a = v/t$), то по второму закону Ньютона ($F = ma$) силы, действующие на них со стороны пружины, равны по модулю ($F_1 = F_2$). Направления движения противоположны, значит, и силы направлены в противоположные стороны. Таким образом, силы взаимодействия равны по модулю и противоположны по направлению.

Опыт 3 (предположительно рис. 27): Взаимодействие двух тележек разной массы.

Проведение опыта: Опыт повторяется, но на одну из тележек помещают дополнительный груз, делая ее массу больше массы другой тележки ($m_1 > m_2$).

Результат: Тележки снова разъезжаются в противоположные стороны, но легкая тележка ($m_2$) приобретает большую скорость и проходит большее расстояние, чем тяжелая ($m_1$). Измерения показывают, что отношение модулей ускорений тележек обратно пропорционально отношению их масс: $a_1 / a_2 = m_2 / m_1$.

Вывод: Из полученного соотношения следует, что $m_1 a_1 = m_2 a_2$. Согласно второму закону Ньютона, это означает, что модули сил, действующих на тележки, равны: $F_1 = F_2$. Это доказывает, что силы взаимодействия равны по модулю и противоположны по направлению независимо от масс взаимодействующих тел.

Ответ: Опыты показывают, что при взаимодействии двух тел возникают две силы, которые приложены к разным телам. Эти силы всегда равны по модулю, направлены вдоль одной прямой в противоположные стороны и имеют одинаковую физическую природу. Это и есть содержание третьего закона Ньютона.

2. Третий закон Ньютона формулируется так: силы, с которыми два тела действуют друг на друга, равны по модулю и противоположны по направлению.

Эти силы часто называют силой действия и силой противодействия. Важно помнить, что:

• Сила действия и сила противодействия всегда возникают парами.
• Они имеют одинаковую физическую природу (например, обе гравитационные или обе упругие).
• Они приложены к разным телам, а потому никогда не могут уравновесить друг друга.

В векторной форме третий закон Ньютона записывается следующим образом: $ \vec{F}_{12} = - \vec{F}_{21} $ Здесь $ \vec{F}_{12} $ — это сила, с которой первое тело действует на второе, а $ \vec{F}_{21} $ — сила, с которой второе тело действует на первое.

Ответ: Тела действуют друг на друга с силами, равными по модулю и противоположными по направлению. Математически это выражается формулой $ \vec{F}_{12} = - \vec{F}_{21} $.