Задание №1511
Укажите проявления третьего закона Ньютона в следующих случаях:
а) при отталкивании от опоры прыгуна с вышки;
б) при толкании ядра;
в) в момент приземления прыгуна;
г) при ударе по мячу.
Решение
а) По третьему закону Ньютона силы, с которыми два тела действуют друг на друга, равны по модулю и противоположны по направлению.
Прыгун и опора вышки действуют друг на друга с одинаковыми по модулю и противоположно направленными силами и получают ускорения. Прыгун давит на вышку с силой тяжести, направленной вниз (и называемой весом). Согласно третьему закону Ньютона, со стороны вышки на прыгуна действует сила той же величины, направленная вверх (она называется реакцией опоры).
б) Атлет и ядро действуют друг на друга с одинаковыми по модулю и противоположно направленными силами и получают ускорения.
в) В момент приземления прыгуна прыгун и земля действуют друг на друга с одинаковыми по модулю и противоположно направленными силами. Прыгун давит на землю с силой тяжести, направленной вниз (и называемой весом). Согласно третьему закону Ньютона, со стороны земли на прыгуна действует сила той же величины, направленная вверх (она называется реакцией опоры), поэтому прыгун останавливается.
г) Мяч и нога человека действуют друг на друга с одинаковыми по модулю и противоположно направленными силами и получают ускорения, обратно пропорциональные их массам. Т.к. масса футболиста намного больше массы мяча, и силу, сообщенную мячом при ударе, футболист тут же "передает" Земле, имеющей огромную массу, ускорение футболиста практически равно нулю.
Задание №1512
Лошадь тянет сани. Рассмотрите взаимодействия тел: лошадь − сани, лошадь − земля, сани − земля. Объясните, почему движутся сани.
Решение
Сани движутся, потому что лошадь отталкивается от земли.
Задание №1513
При взвешивании на рычажных весах тело давит на чашу весов с силой Р. Согласно третьему закону Ньютона чаша с такой же силой давит на взвешиваемое тело. Почему же нарушается равновесие весов?
Решение
Потому что эти силы приложены к разным телам.
Задание №1514
Сила тяги, действующая на автомобиль, равна 100 Н, а сила сопротивления движению равна 500 Н. Как это согласуется с третьим законом Ньютона?
Решение
Силы, о которых говорится в третьем законе Ньютона, никогда не уравновешивают друг друга, поскольку они приложены к разным телам. Сила тяги и сила сопротивления движению приложены к автомобилю. Равнодействующая этих сил сообщает автомобилю ускорение, которое определяется 2−ым законом Ньютона. Поэтому сила тяги и сила сопротивления движению в данном примере не равны.
Задание №1515
В одной из работ Ньютон пишет: «Если что−либо давит на что−нибудь другое или тянет его, то оно само этим последним давится или тянется. Если кто нажимает пальцем на камень, то и палец его также нажимается камнем...» О каком законе механики идёт речь в этой цитате?
Решение
В этой цитате речь идёт о третьем законе Ньютона: два тела воздействуют друг на друга с силами, противоположными по направлению, но равными по модулю.
Задание №1516
Чтобы разорвать верёвку, человек тянет её руками за концы в разные стороны, причём каждая рука тянет силой 100 Н. Не разорвав таким образом верёвки, человек привязывает один её конец к гвоздю, вбитому в стену, а за другой тянет обеими руками силой 200 Н. Сильнее ли натягивается верёвка во втором случае?
Решение
Если к концам веревки, массой которой можно пренебречь, приложены противоположно направленные силы, то эти силы равны по модулю. Сила натяжения верёвки в первом случае 100 Н, во втором − 200 Н. Веревка во втором случае натягивается сильнее.
Задание №1517
Почему лодка не сдвигается с места, когда человек, находящийся в ней, давит на борт, и приходит в движение, если человек, выйдя из лодки, будет толкать её с такой же силой?
Решение
В первом случае на лодку действуют равные по модулю и противоположные по направлению силы, а так как это один объект, то равнодействующая этих сила равна нулю.
Во втором − только одна сила, так как другая сила приложена к берегу.
Задание №1518
К концам нити прикрепили динамометры, за которые тянут два мальчика. Каждый динамометр показывает 30 Н. Разорвётся ли при этом нить, если она выдерживает силу натяжения 50 Н?
Решение
Нет, так как сила натяжения нити равна 30 Н.
Задание №1519
Положите на стол два мяча, затем прижмите их к друг другу и без толчка отпустите. Объясните наблюдаемое явление.
Решение
Мячи разойдутся, т.к. они действуют друг на друга по третьему закону Ньютона.
При прижимании мячей они деформируются, при этом появляются силы упругости. Первое тело действует на второе с силой $\overset{→}{F_{1}}$, а второе на первое с силой $\overset{→}{F_{2}}$. Причём обе силы по природе своей являются силами упругости. Силы лежат на одной прямой, лежащей на линии точек приложения сил. Силы противоположны.
Задание №1520
Космонавту, находящемуся в открытом космосе, необходимо вернуться на корабль. Как это сделать, если оттолкнуться ногами не от чего, так как нет опоры? Предложите разные способы.
Решение
1.Космонавту необходимо бросить какой−нибудь предмет в сторону, противоположную ракете. По третьему закону Ньютона он приобретет скорость, направленную к кораблю.
2.Направить трубку, через которую подается кислород в сторону, противоположную кораблю. Выпустить порцию кислорода. По закону сохранения импульса космонавт приобретет скорость, направленную к кораблю, и далее будет двигаться по инерции.
