3 закон Ньютона

Типовые задачи:

1. Кирпич, лежащий на земле, давит на нее с силой 3 кг. Действует ли земля на кирпич? Если действует, то как?

2. В опытах с магдебургскими полушариями, которые проводил О.Герике в 1654 году, доказывалось наличие атмосферного давления. Шестнадцать лошадей, впряженных по восемь, пытались разорвать два сложенных вместе полушария, из которых был выкачан воздух. Можно ли было добиться такого же научного эффекта, обойдясь меньшим количеством лошадей?

Краткая теория:

Третий закон Ньютона: при взаимодействии тела действуют друг на друга с равными противоположно направленными силами одной природы.

Возможные особенности задач:

Во многих случаях задачи на применение третьего закона Ньютона входят составными частями в другие задачи по динамике.

Формулы для решения:

Алгоритм решения типовой задачи:

1. Кратко записываем условие задачи.

2. Изображаем условие графически сразу выбирая удобную систему отсчета, указав действующие на тела силы. При решении этих задач особенно важно правильно определить какие силы к какому телу приложены.

3. Записываем в векторной форме третий закон Ньютона.

4. Записываем уравнение в скалярной форме: в проекциях на оси координат.

5. Решаем уравнения в общем виде.

6. Подставляем величины в общее решение, вычисляем.

7. Записываем ответ.

Примеры решения:

Задача 1.

Кирпич, лежащий на земле, давит на нее с силой 30 Н. Действует ли земля на кирпич? Если действует, то как?

Решение.

1. Кратко записываем условие задачи.

2. Изображаем условие графически сразу выбрав удобную систему отсчета, указав действующие на тела силы.

3. Записываем в векторной форме третий закон Ньютона.

4. Записываем уравнение в скалярной форме: в проекциях на оси координат. Учитываем при этом, что проекции на ось в данном случае равны величинам самих векторов.

Первый минус - из формулы, выражающей закон, второй - отражает направление проекции, противоположное положительному направлению оси.

5. Решаем уравнения в общем виде.

6. Подставляем величины в общее решение, вычисляем.

7. Ответ: Земля действует на кирпич с равной противоположно направленной силой 30 ньютонов.

В опытах с магдебургскими полушариями, которые проводил О.Герике в 1654 году, доказывалось наличие атмосферного давления. Шестнадцать лошадей, впряженных по восемь, пытались разорвать два сложенных вместе полушария, из которых был выкачан воздух. Можно ли было добиться такого же научного эффекта, обойдясь меньшим количеством лошадей?

Решение.

1. Кратко записываем условие задачи.

Если хотите узнать об опыте подробнее, щелкните здесь.

2. Изображаем условие графически сразу выбирая удобную систему отсчета и положительное направление оси..

3. Записываем в векторной форме третий закон Ньютона.

4. Записываем эти же уравнения в скалярной форме:
в проекциях на ось координат.

Один минус в этом уравнении появляется из закона, второй - из направления проекции относительно выбранной оси.

5. Решаем уравнения в общем виде.

6. Подставляем величины в общее решение сводится в этой задаче к следующим рассуждениям:

Одна восьмерка лошадей прикладывала силу F1. Вторая, как следует из уравнения, прикладывала точно такую же силу, всего лишь уравновешивая первую. То есть, она просто удерживала их. Но то же самое могла "делать" и стена, и столб!. Достаточно было использовать только одну восьмерку, а второе полушарие привязать в предмету, который они не смогли бы сдвинуть. Тогда по третьему закону Ньютона действие этого предмета на второе полушарие было бы точно таким же, как действие восьмерки лошадей на первое.

7. Ответ: Можно было бы обойтись одной восьмеркой лошадей, привязав второе полушарие к неподвижному предмету.