лошадь тянет сани а сани действуют на лошадь с такой же по модулю силой
Лошадь тянет сани а сани действуют на лошадь с такой же по модулю силой
Парадокс с телегой и лошадью
Предположим, что лошадь везет телегу. Тогда телега тянет назад лошадь с такой же точно силой, с какой лошадь тянет телегу вперед (фиг. 209).
Фиг. 209. Задача о лошади и телеге.
Но как же они вообще движутся? Если вас мучает этот вопрос, прочтите приведенные ниже рассуждения; в противном случае их можно без большого ущерба опустить.
Недоумение возникает в связи с тем, что не всегда дают себе труд внимательно разобраться в том, какая сила на что действует. Предположим, что лошадь тянет телегу вперед с силой 100 ньютон. Эта сила действует только на телегу, стремясь придать ей ускорение. Сам факт, что лошадь прилагает силу к телеге, не означает, что сила приложена к лошади. К лошади приложена сила 100 ньютон, с которой телега тянет лошадь назад; эта сила приложена только к лошади. Каждая из этих двух сил действует только на одно тело — на то, которое эта сила тянет, стремясь придать ему ускорение, но силу развивает другое тело.
Лошадь развивает силу 100 ньютон в одном направлении, эта сила действует на телегу.
Телега развивает силу 100 ньютон в противоположном направлении, эта сила действует на лошадь.
Телега. На телегу действуют и другие силы: трение о землю и сопротивление воздуха. Если обе эти силы трения, приложенные к телеге, как раз уравновешивают силу тяги лошади, то результирующая сила, приложенная к телеге, равна нулю и телега будет оставаться в состоянии покоя или двигаться с постоянной скоростью. В этом случае
Сила тяги лошади — Сопротивление трения = Нуль.
Следовательно, ускорение отсутствует. Если сила тяги лошади превышает сопротивление трения, то
Бóльшая сила тяги лошади — Трение = Результирующая сила, направленная вперед (которая сообщает телеге ускорение).
Лошадь. В то же самое время телега тянет лошадь назад, и, чтобы двигаться вперед, лошадь должна отталкивать дорогу назад, заставляя тем самым дорогу толкать ее вперед (еще одна пара равных и противоположно направленных сил). Отталкиваясь от дороги, лошадь испытывает со стороны дороги действие силы, толкающей ее вперед. Если
Сила, с которой дорога толкает лошадь вперед — Сила тяги со стороны телеги — Сопротивление воздуха, испытываемое лошадью = Нуль,
то лошадь движется с постоянной скоростью. Если же лошадь отталкивается от дороги сильнее, так что
Бóльшая сила, с которой дорога толкает лошадь вперед — Сила тяги со стороны телеги — Сопротивление воздуха = Результирующая сила, направленная вперед (которая действует на лошадь),
то лошадь будет двигаться с ускорением.
«Хорошо, — можете возразить вы, — но если рассматривать лошадь и телегу вместе, то почему обе силы (+100 ньютон и —100 ньютон) не уничтожают взаимно друг друга?» Разумеется, так оно и есть. Обе силы взаимно уничтожаются и способствуют движению вперед лошади и телеги не больше, чем усилия человека, тянущего себя одной рукой за другую, помогают ему бежать. Система (лошадь + телега) испытывает направленное вперед усилие со стороны дороги, действующей на лошадь, и сопротивление сил трения. Движение системы зависит от того, что больше.
На каждое тело (лошадь), (телега), (лошадь + телега) действует несколько сил. Третий закон Ньютона не говорит о том, являются ли две основные силы, действующие на любой из этих объектов, равными и противоположно направленными. Он требует, чтобы силы взаимодействия для каждой пары тел на фиг. 210 были равны и противоположно направлены.
Фиг. 210. Расположение сил в задаче о лошади и телеге.
Для каждой пары тел мы имеем равные и противоположно направленные силы.
Сила, с которой лошадь тянет телегу, +F и Сила, с которой телега тянет лошадь, — F равны и противоположны.
Лошадь тянет сани а сани действуют на лошадь с такой же по модулю силой
В известной игре «перетягивание каната» обе партии действуют друг на друга (через канат) с одинаковыми силами, как это следует из закона действия и противодействия. Значит, выиграет (перетянет канат) не та партия, которая сильнее тянет, а та, которая сильнее упирается в Землю.
Рис. 72. Лошадь сдвинет и повезет нагруженные сани, потому что со стороны дороги на ее копыта действуют большие силы трения, чем на скользкие полозья саней
Как объяснить, что лошадь везет сани, если, как это следует из закона действия и противодействия, сани тянут лошадь назад с такой же по модулю силой 
, с какой лошадь тянет сани вперед (сила 
)? Почему эти силы не уравновешиваются? Дело в том, что, во-первых, хотя эти силы равны и прямо противоположны, они, приложены к разным телам, а во-вторых, и на сани и на лошадь действуют еще и силы со стороны дороги (рис. 72). Сила со стороны лошади приложена к саням, испытывающим, кроме этой силы, лишь небольшую силу трения 
полозьев о снег; поэтому сани начинают двигаться вперед. К лошади же, помимо силы со стороны саней , направленной назад, приложены со стороны дороги, в которую она упирается ногами, силы 
, направленные вперед и большие, чем сила со стороны саней. Поэтому лошадь тоже начинает двигаться вперед. Если поставить лошадь на лед, то сила со стороны скользкого льда будет недостаточна, и лошадь не сдвинет сани. То же будет и с очень тяжело нагруженным возом, когда лошадь, даже упираясь ногами, не сможет создать достаточную силу, чтобы сдвинуть воз с места. После того как лошадь сдвинула сани и установилось равномерное движение саней, сила будет уравновешена силами (первый закон Ньютона).
Подобный же вопрос возникает и при разборе движения поезда под действием электровоза. И здесь, как и в предыдущем случае, движение возможно лишь благодаря тому, что, кроме сил взаимодействия между тянущим телом (лошадь, электровоз) и «прицепом» (сани, поезд), на тянущее тело действуют со стороны дороги или рельсов силы, направленные вперед. На идеально скользкой поверхности, от которой нельзя «оттолкнуться», ни сани с лошадью, ни поезд, ни автомобиль не могли бы сдвинуться с места.
Рис. 73. При нагревании пробирки с водой пробка вылетает в одну сторону, а «пушка» катится в противоположную сторону
Здесь 
и 
— модули скоростей.
§ 2.7. Третий закон Ньютона
Взаимодействие тел
Примеров взаимодействия тел можно привести сколь угодно много. Когда вы, находясь в одной лодке, начнете за веревку подтягивать другую, то и ваша лодка обязательно продвинется вперед (рис. 2.20). Действуя на вторую лодку, вы заставляете ее действовать на вашу лодку.
Если вы ударите ногой по футбольному мячу, то немедленно ощутите обратное действие на ногу. Нельзя толкнуть плечом кого-либо, не испытав обратного действия на ваше плечо. Все это проявления общего закона взаимодействия тел.
Действия тел друг на друга носят характер взаимодействия не только при непосредственном контакте тел. Положите, например, на гладкий стол два сильных магнита разноименными полюсами навстречу друг другу, и вы тут же обнаружите, что магниты начнут двигаться навстречу друг другу.
Заметные изменения скоростей обоих взаимодействующих тел наблюдаются, однако, лишь в тех случаях, когда массы этих тел не сильно отличаются друг от друга. Если же взаимодействующие тела значительно различаются по массе, заметное ускорение получает только то из них, которое имеет меньшую массу. Так, при падении камня Земля заметно ускоряет движение камня, но ускорение Земли (а ведь камень тоже притягивает Землю) практически обнаружить нельзя, так как оно очень мало.
Силы взаимодействия двух тел
Выясним с помощью опыта, как связаны между собой силы взаимодействия двух тел.
Возьмем достаточно сильный магнит и железный брусок и положим их на катки, чтобы уменьшить трение о стол (рис. 2.21). К магниту и бруску прикрепим одинаковые мягкие пружины, зацепленные другими концами на столе.
Магнит и брусок притянутся друг к другу и растянут пружины. Опыт показывает, что к моменту прекращения движения пружины оказываются растянутыми совершенно одинаково. Это означает, что на оба тела со стороны пружин действуют одинаковые по модулю и противоположные по направлению силы:
Так как магнит покоится, то сила 
2 равна по модулю и противоположна по направлению силе 4, с которой на него действует брусок:
Точно так же равны по модулю и противоположны по направлению силы, действующие на брусок со стороны магнита и пружины:
Из равенств (2.7.1), (2.7.2), (2.7.3) следует, что силы, с которыми взаимодействуют магнит и брусок, равны по модулю и противоположны по направлению:
Третий закон Ньютона
На основе этого и подобных опытов можно сформулировать третий закон Ньютона.
Силы, с которыми тела действуют друг на друга, равны по модулю и направлены вдоль одной прямой в противоположные стороны.
Это означает, что если на тело А со стороны тела В действует сила A (рис. 2.22), то одновременно на тело В со стороны тела А действует сила B, причем
Используя второй закон Ньютона, можно равенство (2.7.5) записать так:
Отсюда следует, что
Отношение модулей 
1 и 2 ускорений взаимодействующих тел определяется обратным отношением их масс и совершенно не зависит от природы действующих между ними сил(1).
Как уже говорилось в начале этого параграфа, более массивное тело получает небольшое ускорение, а менее массивное — значительно большее.
В этом можно убедиться на следующем простом опыте. Поставим на гладкие рельсы две тележки одинаковой массы и на одной из них закрепим небольшой электрический двигатель, на вал которого может наматываться нить, привязанная к другой тележке, а на другую поставим гирю, масса которой равна массе двигателя (рис. 2.23). При работающем двигателе обе тележки устремляются с одинаковыми ускорениями навстречу друг другу и проходят одинаковые пути. Если массу одной из тележек сделать вдвое большей, то ее ускорение окажется в два раза меньше, чем другой, и за то же время она пройдет вдвое меньший путь.
Связь ускорений взаимодействующих тел с их массами можно установить и на таком опыте (рис. 2.24). На горизонтальную платформу помещают два катка разной массы, соединенные нитью. Опыт покажет, что можно найти такое положение катков, когда они при вращении платформы не перемещаются по ней. Измерив радиусы обращения катков вокруг центра платформы, определим отношение центростремительных ускорений катков:
Сравнив это отношение с обратным отношением масс тел 
, убеждаемся, что 
при любых скоростях вращения платформы.
Важное замечание
Надо помнить, что силы, о которых идет речь в третьем законе Ньютона, приложены к разным телам и поэтому не могут уравновешивать друг друга.
Непонимание этого часто приводит к недоразумениям. Так, иногда с помощью третьего закона Ньютона пытаются объяснить, почему то или иное тело находится в покое. Например, утверждают, что мел на столе покоится якобы потому, что сила тяжести T, действующая на тело, согласно третьему закону Ньютона, равна по модулю и противоположна по направлению силе упругости 
(силе реакции опоры), действующей на него со стороны стола. На самом деле равенство T + = 0 является следствием второго закона Ньютона, а не третьего: ускорение равно нулю, поэтому и сумма сил, действующих на тело, равна нулю. Из третьего же закона Ньютона вытекает лишь, что сила реакции опоры равна по модулю силе 
, с которой мел давит на стол (рис. 2.25). Эти силы приложены к разным телам и направлены в противоположные стороны.
На следующий вопрос ответьте самостоятельно: лошадь тянет сани, а сани действуют на лошадь с такой же по модулю силой, направленной в противоположную сторону. Почему же лошадь везет сани, а не наоборот?
О значении третьего закона Ньютона
Главное значение третьего закона Ньютона обнаруживается при исследовании движения системы материальных точек или системы тел. Этот закон позволяет, как мы увидим в дальнейшем, доказать важные теоремы динамики и сильно упрощает изучение движения тел в тех случаях, когда их нельзя рассматривать как материальные точки.
Ньютон сформулировал третий закон динамики так: действию всегда есть равное и противоположное противодействие, иначе — действия двух тел друг на друга равны и направлены в противоположные стороны.
(1) Здесь имеется в виду, что никакие другие силы, кроме сил взаимодействия, на эти тела не действуют.
Почему лошадь тянет сани, а не наоборот?
Почему лошадь тянет сани, а не наоборот?
Объяснить с помощью трех законов Ньютона.
Сила F1 со стороны лошади приложена к саням, испытывающим, кроме этой силы, лишь небольшую силу трения f1 полозьев о снег ; поэтому сани начинают двигаться вперед.
К лошади же, помимо силы со стороны саней F2 направленной назад, приложены со стороны дороги, в которую она упирается ногами, силы f2, направленные вперед и большие, чем сила со стороны саней.
Поэтому лошадь тоже начинает двигаться вперед.
Если поставить лошадь на лед, то сила со стороны скользкого льда будет недостаточна ; и лошадь не сдвинет сани.
То же будет и с очень тяжело нагруженным возом, когда лошадь, даже упираясь ногами, не сможет создать достаточную силу, чтобы сдвинуть воз с места.
После того как лошадь сдвинула сани и установилось равномерное движение саней, сила f1 будет уравновешена силами f2 (первый закон Ньютона).
Лошадь тянет сани m = 1000 кг, по горизонтальной дороге V = 3 м / с найти мощность лошади мю = 0, 02?
Лошадь тянет сани m = 1000 кг, по горизонтальной дороге V = 3 м / с найти мощность лошади мю = 0, 02.
1. При взаимодействии двух тел первое тело приобретает ускорение в 2 раза большее, чем второе?
1. При взаимодействии двух тел первое тело приобретает ускорение в 2 раза большее, чем второе.
Масса какого тела больше и во сколько раз?
2. Миша и Петя имеют равные массы.
Они стоят на очень скользком льду, и Миша тянет Петю за руку.
Какой из мальчиков движется с большим ускорением?
Считайте, что трением можно пренебречь.
3. Сформулируйте третий закон Ньютона 4.
Каковы свойства сил, с которыми тела взаимодействуют друг с другом?
Проиллюстрируйте ваш ответ примерами.
5. Приведите примеры применения третьего закона Ньютона.
6. Согласно третьему закону Ньютона падающий камень и Земля притягивают друг друга с одинаковыми по модулю силами.
Почему же обусловленное этим притяжением ускорение камня заметно, а ускорение Земли — нет?
Приведите Примеры взаимодействий двух тел, когда : а) заметны результаты действия обеих сил ; б) заметен результат действия только одной силы.
Объясните, чем обусловлено это различие.
В каком случае две силы компенсируют друг друга?
Согласно третьему закону Ньютона лошадь тянет повозку с такой же по модулю силой, с какой повозка тянет лошадь.
Почему же тогда лошадь с повозкой движутся вперед?
Почему равные по модулю и противоположно направленные силы, с которыми взаимодействуют два тела, не компенсируют друг друга?
Какие из действующих на вас сейчас сил компенсируют друг друга?
На какие тела действуете вы?
Укажите, какие из рассмотренных сил связаны третьим законом Ньютона.
Объясните первый закон Ньютона Что такое инерция тел?
Объясните первый закон Ньютона Что такое инерция тел.
ПОМОГИТЕ СРОЧНО РЕШИТЬ ПОЖАЛУЙСТА?
ПОМОГИТЕ СРОЧНО РЕШИТЬ ПОЖАЛУЙСТА!
Условия такая : Лошадь тянет телегу прелагая усилие 500 ньютон и совершает за 2 мин работу в 100 кило джоули.
С какой скоростью двигается лошадь?
Объясните пожалуйста?
А именно как здесь применяется третьи закон ньютона.
Объясните с помощью 2 закона Ньютона почему Крылов в басне «Лебедь, рак и щука»был не прав?
Объясните с помощью 2 закона Ньютона почему Крылов в басне «Лебедь, рак и щука»был не прав.
Что на самом деле происходило с возом?
1. согласно третьему закону ньютона лошадь тянет повозку с такой же силой, с какой повозка тянет лошадь?
1. согласно третьему закону ньютона лошадь тянет повозку с такой же силой, с какой повозка тянет лошадь.
Почему же тогда лошадь с повозкой движутся вперед?
2. приведите примеры взаимодействия двух тел, когда : а) заметны результаты действия обеих сил, б) заметен результат действия только одной силы.
Объясните чем обусловлено это различие.
Объясните второй и третий закон Ньютона?
Объясните второй и третий закон Ньютона.
Можно ли считать что первый закон ньютона является следствием второго закона для случая F = 0?
Можно ли считать что первый закон ньютона является следствием второго закона для случая F = 0.
Презентация по физике по теме: «Третий закон Ньютона»
Ищем педагогов в команду «Инфоурок»
Описание презентации по отдельным слайдам:
Учитель: Большакова Мария Николаевна Отделение МАОУ “Малышенская СОШ” “Голышмановская СОШ” Третий закон Ньютона
Силы взаимодействия двух тел
В инерциальных системах отсчета все силы возникают только парами Силы взаимодействия между человеком и землей при ходьбе Силы взаимодействия между гирей и скамьей Силы взаимодействия между Землей и Луной Силы взаимодействия между сгоревшими газами и ракетой
Тела действуют друг на друга с силами, протиположно направленными
Вывод Обе пружины действуют друг на друга с силами, равными по величине и противоположными по направлению F1 F2
Силы, с которыми тела действуют друг на друга, равны по модулю и направлены вдоль одной прямой в противоположные стороны. Третий закон Ньютона
Третий закон Ньютона справедлив и в случае взаимодействия на расстоянии Дополнение
Обратите внимание Важно понимать, что силы приложены к разным телам Силы приложены к одному телу Силы приложены к разным телам и поэтому не могут уравновешивать друг друга.
Динамометры А и В действуют друг на друга с силами F1 и F2 Обе силы равны по модулю, противоположны по в направлению и приложены к разным телам Сила F1 приложена к телу В Сила F2 приложена к телу А Обратите внимание
Пояснение В данном случае существенную роль играет сила трения – она действует как на мальчика, так и на тележку. При этом сила трения, действующая на мальчика не должна превышать силу трения, действующую на тележку.
Пояснение Если мальчик будет идти по скользкому льду, то силы трения, действующей на мальчика со стороны льда будет недостаточно, чтобы сдвинуть тележку То же самое будет с нагруженной тележкой, когда мальчик, даже упираясь ногами, не сможет создать достаточную силу, чтобы сдвинуть тележку с грузом
Примеры применения Обе партии действуют друг на друга (через канат) с одинаковыми силами. Значит, выиграет (перетянет канат) не та партия, которая сильнее тянет, а та, которая сильнее упирается в Землю. Лошадь везет сани: сани тянут лошадь назад с такой же по модулю силой F2, с какой лошадь тянет сани вперед (сила F1) Во-первых, эти силы приложены к разным телам, а во-вторых, и на сани и на лошадь действуют еще и силы со стороны дороги F2 F1
Особенности третьего закона Ньютона Возникают при взаимодействии Появляются парами Силы F Приложены к различным телам Не уравновешиваются, хотя и равны по величине, противоположны по направлению действуют по одной прямой Одной природы
Курс повышения квалификации
Дистанционное обучение как современный формат преподавания
Курс профессиональной переподготовки
Физика: теория и методика преподавания в образовательной организации
Курс повышения квалификации
Современные педтехнологии в деятельности учителя
презентация по физике в 9 классе по теме: «Третий закон Ньютона» изучение новой темы.
Ньютон был первым, кто попытался сформулировать элементарные законы, которые определяют временной ход широкого класса процессов в природе с высокой степенью полноты и точности» и «… оказал своими трудами глубокое и сильное влияние на всё мировоззрение в целом».
Номер материала: ДБ-148547
Международная дистанционная олимпиада Осень 2021
Не нашли то что искали?
Вам будут интересны эти курсы:
Оставьте свой комментарий
Авторизуйтесь, чтобы задавать вопросы.
Безлимитный доступ к занятиям с онлайн-репетиторами
Выгоднее, чем оплачивать каждое занятие отдельно
В Минпросвещения предложили приравнять нападения на школы к терактам
Время чтения: 1 минута
Студентам вузов могут разрешить проходить практику у ИП
Время чтения: 1 минута
Путин попросил привлекать родителей к капремонту школ на всех этапах
Время чтения: 1 минута
В Иркутской области продлили школьные каникулы
Время чтения: 1 минута
В Москве запустили онлайн-проект по борьбе со школьным буллингом
Время чтения: 2 минуты
СК предложил обучать педагогов выявлять деструктивное поведение учащихся
Время чтения: 1 минута
Подарочные сертификаты
Ответственность за разрешение любых спорных моментов, касающихся самих материалов и их содержания, берут на себя пользователи, разместившие материал на сайте. Однако администрация сайта готова оказать всяческую поддержку в решении любых вопросов, связанных с работой и содержанием сайта. Если Вы заметили, что на данном сайте незаконно используются материалы, сообщите об этом администрации сайта через форму обратной связи.
Все материалы, размещенные на сайте, созданы авторами сайта либо размещены пользователями сайта и представлены на сайте исключительно для ознакомления. Авторские права на материалы принадлежат их законным авторам. Частичное или полное копирование материалов сайта без письменного разрешения администрации сайта запрещено! Мнение администрации может не совпадать с точкой зрения авторов.