Номер 4, страница 54 - гдз по физике 9 класс учебник Пёрышкин, Гутник

4. Приведите примеры, показывающие, что силы, возникающие в результате взаимодействия двух тел, одинаковы по своей природе.

4. Приведите примеры, показывающие, что силы, возникающие в результате взаимодействия двух тел, одинаковы по своей природе.

Силы, возникающие при взаимодействии двух тел, всегда имеют одинаковую физическую природу. Это является следствием третьего закона Ньютона, который гласит, что силы действия и противодействия равны по модулю, противоположны по направлению и действуют вдоль одной прямой. Важным уточнением является то, что эти силы относятся к одному и тому же типу фундаментального взаимодействия (гравитационному, электромагнитному, сильному или слабому).

Приведем несколько примеров:

• Гравитационное взаимодействие: Земля притягивает к себе Луну с силой всемирного тяготения. В то же время Луна притягивает к себе Землю с точно такой же по модулю и противоположной по направлению силой. Обе эти силы являются гравитационными.
• Электромагнитное взаимодействие (силы упругости): Когда книга лежит на столе, она давит на стол с силой, равной своему весу. Эта сила по своей природе является силой упругости, возникающей из-за деформации поверхности стола. В свою очередь, стол действует на книгу с силой реакции опоры, равной по величине и противоположной по направлению. Эта сила также является силой упругости. Обе силы — электромагнитные по своей природе, так как являются результатом взаимодействия атомов и молекул.
• Электромагнитное взаимодействие (магнитные силы): Если поднести два магнита друг к другу, северный полюс одного магнита будет притягивать южный полюс другого. Это сила магнитного взаимодействия. Одновременно южный полюс второго магнита будет притягивать северный полюс первого с равной по модулю и противоположной по направлению силой. Обе силы являются магнитными, то есть имеют электромагнитную природу.

Ответ: Примеры, показывающие, что силы взаимодействия двух тел имеют одинаковую природу: 1) Взаимное притяжение Земли и Луны — обе силы гравитационные. 2) Взаимодействие книги и стола — обе силы (давление и реакция опоры) являются силами упругости (электромагнитной природы). 3) Взаимодействие двух магнитов — обе силы магнитные (электромагнитной природы).

5. Почему неверно говорить о равновесии сил, возникающих в результате взаимодействия двух тел?

Говорить о равновесии сил, возникающих в результате взаимодействия двух тел (сил действия и противодействия), неверно, потому что эти силы приложены к разным телам.

Согласно третьему закону Ньютона, если тело А действует на тело Б с силой $\vec{F}_{А \to Б}$, то тело Б одновременно действует на тело А с силой $\vec{F}_{Б \to А}$, причем $\vec{F}_{А \to Б} = -\vec{F}_{Б \to А}$.

Сила $\vec{F}_{А \to Б}$ приложена к телу Б, а сила $\vec{F}_{Б \to А}$ приложена к телу А. Условие равновесия тела заключается в том, что векторная сумма всех сил, приложенных к этому одному телу, равна нулю. Поскольку силы действия и противодействия приложены к разным телам, они не могут уравновесить (скомпенсировать) друг друга. Каждая из этих сил участвует в формировании результирующей силы, действующей на свое тело, и сообщает ему ускорение в соответствии со вторым законом Ньютона ($ \vec{a} = \frac{\vec{F}_{рез}}{m} $).

Например, при падении яблока на Землю:

• Сила притяжения со стороны Земли действует на яблоко и заставляет его ускоряться.
• Сила притяжения со стороны яблока действует на Землю и заставляет ее ускоряться навстречу яблоку.

Эти две силы не находятся в равновесии. Ускорение Земли ничтожно мало из-за ее огромной массы, но теоретически оно существует. Равновесие для яблока наступило бы, если бы на него действовала другая сила (например, сила сопротивления воздуха), равная по модулю и противоположная по направлению силе тяжести. Но эта сила сопротивления была бы приложена тоже к яблоку, а не к Земле.

Ответ: Говорить о равновесии сил действия и противодействия неверно, так как эти силы приложены к разным телам и, следовательно, не могут компенсировать (уравновесить) друг друга. Равновесие возможно только тогда, когда сумма сил, приложенных к одному и тому же телу, равна нулю.