Aplicarea practică a celei de-a treia legi a lui Newton. legile lui Newton

Acțiunea și reacția obiectelor este omniprezentă în viața de zi cu zi. Să dăm 14 exemple de a treia lege a lui Newton, căruia se supun corpurile care interacționează.

Interacțiunea obiectelor

Clădiri, poduri, mobilier în camere, fructe pe crengi, copaci, fire pe stâlpi, nave pe mare, nori pe cer, avioane și baloane în spatele norilor - într-un cuvânt, tot ce zace, stă, atârnă, plutește, zboară - nu cade sub pământ, nu se îneacă, nu cade, nu se rostogolește doar pentru că este înăuntru interacţiune cu altcineva subiect. Aceste obiecte, fie că este pământul, un suport, o suspensie, apă sau aer, sunt un suport, iar forța gravitației, atrăgând toate obiectele spre centrul Pământului, întâmpină un răspuns din partea suportului. Această acțiune de răspuns împiedică forța gravitației să determine obiectele să se miște, o contracarează - o echilibrează, ca o cană de cântar, împiedicând căderea celeilalte cupe, o echilibrează, ceea ce este baza. O navă ancorată se află exact în aceeași poziție și rămâne pe loc chiar și atunci când vântul și curentul tind să o ducă departe. Forțele care apar în acest caz se numesc forte de reactie. Ele echilibrează forțele care acționează asupra corpului și îl ajută să rămână în repaus. Iată 14 exemple de apariție a unor astfel de forțe, cum ar fi confirmarea celei de-a treia legi a lui Newton, aceasta are loc atunci când:

Construcția podului

La construcția podului este necesar să se calculeze mai întâi în ce măsură suporturile podului sunt capabile să reziste la sarcina care va fi pusă sub presiune asupra lor: pot rezista, suporturile au o rezervă suficientă de rezistență sau, după cum spun constructorii, o marjă? de siguranta.
Calculele sunt efectuate folosind a treia lege a lui Newton. Și constructorii construiesc suporturi de pod în așa fel încât să poată rezista oricărei sarcini care poate apărea pe pod. Ei cred că suporturile apasă pe pod de jos. Acțiunea este întotdeauna egală cu reacția - sunt echivalente, egale în drepturi și, prin urmare, inginerii civili efectuează calculele în modul care le este cel mai convenabil.

Fundația clădirii

Inginerii care proiectează fac exact același lucru. construirea fundaţiilor. Ei știu că solul obișnuit poate rezista greutății unei clădiri cu o forță de aproximativ două până la trei kilograme pentru fiecare centimetru pătrat al fundației. În această condiție, acțiunea, adică greutatea întregii clădiri, și reacția, rezistența solului, comprimă fundația de sus și de jos. Fundația este acționată de două forțe identice, dar direcționate în direcții opuse, așa cum demonstrează a treia lege a lui Newton. Astfel de forțe sunt echilibrate și nu pot muta fundația de la locul ei, dar o comprimă, iar dacă marja de siguranță a acestei fundații nu este suficientă, aceasta se va prăbuși și clădirea se va prăbuși.

Parașutist și sanie

a sărit din avion și cade într-un salt în lungime. Acțiunea în acest caz este evidentă - parașutistul cade. Dar unde este răspunsul despre care vorbește Newton? Este complet de neobservat. Și puteți găsi o mulțime de astfel de exemple. Copiii, după ce s-au urcat pe un tobogan de zăpadă, alunecă în jos sanie, un schior sare de pe o trambulină. O avalanșă care cade dintr-un munte, picături de ploaie care cad dintr-un nor - în toate cazurile de cădere, răspunsul este invizibil și imperceptibil. Dar asta nu înseamnă că nu există.
Paraşutătorul cade pentru că este atras de Pământ. Dar atracția este reciprocă: Pământul atrage parașutătorul, iar parașutismul atrage Pământul. Parașutătorul cade pe Pământ, iar Pământul „cade” pe parașutist. Dar masa parașutistului este nesemnificativă în comparație cu masa Pământului și, prin urmare, mișcarea lui este rapidă, iar masa Pământului este uriașă, iar mișcarea sa reciprocă și care se apropie este complet evazivă. Toate acestea se aplică în întregime săniilor care se rostogolesc pe un deal. Mișcarea unei sănii este, de asemenea, o cădere, dar numai pe o potecă înclinată.

Interacțiunea unei bare de fier cu un magnet

Această idee este explicată Experimentul lui Newton cu un bloc de fier și un magnet plutind în bărci. Atunci Newton s-a convins că nu magnetul atrage fierul și nu fierul este atras de magnet, ci că ambele corpuri interacționează - sunt atrase unul de celălalt. ÎN experimentele lui Newton magnetul și fierul aveau aceeași greutate. Dar imaginați-vă că pentru acest experiment ați luat un magnet foarte mare și greu și un bloc minuscul de fier. În acest caz, magnetul s-ar deplasa doar puțin spre fier, iar blocul de fier ar pluti spre magnet mult mai repede. Același lucru s-ar întâmpla dacă bucata de fier ar fi mare și magnetul mic: mișcarea unui obiect ușor ar fi vizibilă și vizibilă, dar mișcarea de răspuns a unui obiect greu ar fi imperceptibilă.

Atracția planetelor

Același lucru se întâmplă și cu planetele. Acum, dacă un corp ceresc mare ar trece lângă Pământ, consecințele gravitației lor reciproce ar deveni vizibile. Acest lucru este de fapt observat. Uneori mare planete Sistemul solar - Jupiter și Saturn - sunt situate în spațiu astfel încât forța gravitației lor obligă Pământul să se îndepărteze ușor de Soare, apoi durata anului nostru, adică timpul, crește cu câteva minute. Apoi planetele mari se deplasează mai departe pe orbitele lor, iar anul nostru se scurtează din nou. Deci, de exemplu, 1946 a fost mai scurt decât 1945 cu aproximativ zece minute, iar 1945 a fost mai scurt decât 1944 cu unsprezece minute. O astfel de schimbare a lungimii anului Pământului nostru, în funcție de poziția altor planete ale sistemului solar, dezvăluie modul în care a treia lege a mișcării operează cu mult dincolo de Pământ - în spațiul nemărginit al lumii.
Satelitul Pământului, Luna, este ținut pe orbita sa de , dar el însuși atrage și Pământul, provocând mări la suprafață și modificând ușor mișcarea Pământului în jurul Soarelui.

Saritura cu barca

Omul merge sari din barca până la țărm, nu trebuie să uităm de existența celei de-a treia legi a mișcării a lui Newton. Acțiunea sa va provoca cu siguranță un răspuns egal și opus: în momentul săriturii, barca se va deplasa înapoi, iar persoana neatentă se va găsi nu pe țărm, ci în apă. Este inutil să certam cea de-a treia lege a lui Newton – era necesar să le cerem celor care stăteau în barcă să-și aseze vâslele pe fund.

Elicopter zburător

Istoria tehnologiei înregistrează un caz în care inventatorii unui mecanism important și util - un elicopter, nefiind gândit suficient la proiectare, au pierdut din vedere a treia lege a mișcării.
Un elicopter, spre deosebire de un avion obișnuit, poate decola nu dintr-o pornire de alergare, ci vertical în sus. Forța de ridicare a acestei mașini este asigurată de o elice mare care se rotește pe o axă verticală. Când primul elicopter testat pe aerodrom, mi-a venit în minte cea de-a treia lege a mișcării. Deoarece elicea principală s-a rotit de la dreapta la stânga, datorită celei de-a treia legi a mișcării, corpul elicopterului a început să se rotească în direcția opusă - de la stânga la dreapta. Elicopterul s-a dovedit a fi un fel de carusel zburător, pe care nici un pasager nu a acceptat să stea. Acest neajuns al elicopterului a fost eliminat prin instalarea a două elice de sprijin pe acesta, care se rotesc în direcții diferite. Atunci mișcarea neplăcută de carusel a mașinii s-a oprit imediat, deoarece elicele sale se roteau în direcții diferite, iar efectul lor dăunător a fost distrus reciproc, în timp ce forța de ridicare îndreptată în sus a fost păstrată. În elicopterele cu un singur rotor, este instalată o elice de direcție suplimentară, care contracarează rotația corpului.

Cum se mișcă înotătorii în apă?

Toate plutind în apăși pe apă: pești, rațe, castori, anghile, broaște, gândaci care înot, (mai multe detalii:) și alte creaturi de apă, precum și nave cu aburi, bărci și bărci - merg înainte doar pentru că sunt în interacțiune cu apa, așa cum este indicat de Newton. Ei folosesc elice, vâsle, aripioare, cozi și labe pentru a împinge apa înapoi și, ca răspuns, înoată înainte.

Cum se mișcă tot ce zboară

Tot ce zboară: avioane, elicoptere, păsări, fluturi, țânțari, lilieci, precum și snowmobile și planoare - in miscare doar pentru că interacționează cu aerul. Ei împing aerul înapoi și, datorită acțiunii reciproce, ei înșiși avansează. Dar ce împing în spate locuitorii pământului, care folosesc picioarele și roțile pentru a se deplasa, rămâne neclar.

Cum se deplasează mașinile și trenurile

Ei alungă ceea ce îi sprijină: locomotive cu aburîmpinge șinele mașini si cai - asfalt de autostrazi si trotuare. Șinele și suprafețele autostrăzii sunt strâns legate de sol, prin urmare, tot ce se mișcă pe sol împinge Pământul, iar globul trebuie să se întoarcă în direcția opusă mișcării unei locomotive sau a unei mașini.
Dar se ridică la multe miliarde de miliarde de tone. Mișcarea unor astfel de obiecte nesemnificative în comparație cu Pământul precum locomotivele cu abur și mașinile nu afectează viteza de rotație a planetei noastre. În plus, toate trenurile și mașinile se deplasează în direcții diferite, iar când un tren merge la dreapta, altul merge la stânga în același timp. Fiecare mașină după muncă se întoarce înapoi în garaj - de unde a plecat dimineața. Când traficul din sens opus se mișcă, impactul acestuia asupra Pământului este distrus reciproc.

Mișcarea căruciorului pe șine

Să ne imaginăm asta pe șine se află un cărucior lung și ușor. Axele sale se rotesc în rulmenți cu bile. Rulmenții sunt bine lubrifiați și, prin urmare, căruciorul este capabil să se rostogolească de la un capăt la altul al șinelor aproape fără frecare. Pe această căruță, la un capăt, stă un om în picioare. Să-i cerem acestei persoane să alerge de-a lungul căruciorului până la celălalt capăt. Și de îndată ce persoana aleargă, căruciorul va începe și el să se miște: se va rostogoli în direcția opusă mișcării persoanei. Persoana se oprește și căruciorul se oprește. Persoana va alerga înapoi și căruciorul se va rostogoli în cealaltă direcție. O persoană care se mișcă într-o direcție determină căruciorul să se miște în direcția opusă. O acțiune provoacă o acțiune de răspuns și sunt egale între ele: dacă căruciorul are aceeași masă ca o persoană, atunci în raport cu pământul se va rostogoli în lateral la fel de mult pe măsură ce persoana se mișcă.

Veveriță într-o roată

Din timpuri imemoriale, oamenii au venit cu o jucărie care arată legea interacțiunii – a treia lege a lui Newton – într-un mod simplu și convingător. Se întâmplă ca vânătorii să aducă acasă veverițe mici pentru distracție. Puii de veverițe cresc, se obișnuiesc cu oamenii și viața în captivitate și devin îmblânziți. Dar încă le este greu să trăiască în case înghesuite. În pădure, o veveriță este în mișcare toată ziua: din ramură în ramură, din copac în copac, dar în casă nu este unde să se întoarcă. Și apoi, poate cu o mie de ani în urmă, oamenii au venit cu un „exercițiu fizic” pentru veverițe - o roată făcută ca o tobă, astfel încât veverița să poată alerga în interiorul acestei roți. Veverița este lăsată să intre în roată, iar ea începe să alerge, iar roata începe să se rotească în direcția opusă și se învârte până când veverița alergă în ea. Desigur, roata veveriței trebuie oprită din când în când și animalul eliberat pentru a-i permite să se odihnească și să mănânce. Veverițele sunt proaste - pot alerga într-o roată până se epuizează. Roata veveriței este o dovadă minunată și clară a corectitudinii celei de-a treia legi a mișcării. Interacțiunea a două corpuri duce la faptul că ambele corpuri - veverița și roata - se mișcă. În acest caz, acțiunea și răspunsul (reacția) provoacă mișcare vizibilă. Atât acțiunea, cât și răspunsul sunt egale: când veverița aleargă încet, roata se învârte încet, iar când veverița accelerează, roata începe să se învârtească mai repede. Atât acțiunea, cât și răspunsul sunt opuse: veverița aleargă într-o direcție, iar roata se învârte în cealaltă.

Mergând de-a lungul stâlpului

Semnaliști și electricieni care de multe ori trebuie să urce în turnuri de telegraf stâlpii, purtați cu ei un dispozitiv foarte simplu numit „crampoane”. „Campons” sunt două arcuri de fier cu dinți ascuțiți și o platformă pentru picior; au formă de seceri sau de coarnele mari ale gândacului de cerb.
Semnalizătorul pune crampoanele în picioare și, hohotind, pentru că deplasarea pe sol în crampoane este foarte incomod, se apropie de stâlp. Aici el înfășoară o „pisică” în jurul unui stâlp, cu vârfurile tăind lemn sau beton. Semnalizătorul, ținând stâlpul cu mâinile, transferă întreaga greutate a corpului său către „pisica” și, în același timp, aruncă a doua „pisică” astfel încât să se agațe mai sus decât prima. Apoi transferă greutatea corpului celei de-a doua „pisici” și o mută și mai sus pe prima. Așa că „plimbă” de-a lungul unei coloane verticale netede, ca pe o scară. Dinții ascuțiți ai „crampoanelor” oferă semnalizatorului o interacțiune fiabilă cu stâlpul - oferă piciorului un sprijin bun. Nu ar exista nicio interacțiune cu stâlpul - și semnalizatorul nu s-ar putea urca pe el, exact asta a reflectat Newton în legea sa.

Interacțiunea cu solul

Pe scurt, tot ceea ce aleargă, se târăște, sare, merge, zboară, înoată, urcă, se poate mișca doar pentru că este în interacțiunea cu solul, apă, aer, șine, trunchiuri de copaci, stâlpi, frânghii sau viță de vie în pădurea tropicală. În toate cazurile, fără nicio excepție, acțiunea unui obiect întâlnește întotdeauna un răspuns (reacție) egal și în sens opus din partea altor obiecte din jur. Cuvântul „reacție” pe care l-a folosit Newton nu trebuie luat literal - acțiunea de răspuns oferită unui obiect în mișcare nu interferează deloc cu acesta, nu acționează opus sau contrar, ci, dimpotrivă, îi ajută și îi promovează. circulaţie. Doar apare forță de reacție direcționată opus forței de acțiune. Trebuie remarcat faptul că acțiunea și acțiunea de răspuns în toate cazurile sunt aplicate la diferite obiecte: acțiunea se aplică la sol, apă, aer, „Pe jos” de-a lungul unui stâlp, șine, frânghii, stâlpi, pe asfaltul o autostradă și așa mai departe, și acțiunea de răspuns - la picioare, labe, roți, copite, omizi, aripi, aripioare, elice pentru nave cu aburi, elice de avioane și „pisici” ale semnalizatorilor... Concluzia este oarecum surprinzătoare. Se dovedește că ne mișcăm nu atât din cauza acțiunii noastre, cât din cauza acțiunii de răspuns. Când mergem, eforturile picioarelor noastre sunt îndreptate spre împingerea pământului, dar mergem și mergem înainte doar pentru că pământul ne împinge. Această concluzie poate părea ciudată, dar este adevărată. ÎN

A treia lege a lui Newton arată că acțiunea unui corp asupra altuia este reciprocă. Cu toate acestea, adesea vedem (sau simțim) o acțiune care afectează doar unul dintre cele două corpuri care interacționează, în timp ce acțiunea asupra celui de-al doilea corp trece neobservată.

Conform celei de-a treia legi a lui Newton, o piatră atrage Pământul cu aceeași forță cu care Pământul atrage o piatră. Prin urmare, atunci când o piatră cade, ea și Pământul se deplasează cu accelerație unul spre celălalt. Cu toate acestea, accelerația Pământului este mai mică decât accelerația pietrei de atâtea ori cât masa Pământului este mai mare decât masa pietrei. De aceea, observăm adesea o singură forță de interacțiune cu două - forța care acționează asupra pietrei de pe Pământ. Și cu un modul similar, forța care acționează asupra Pământului din piatră rămâne neobservată.

Pentru a încheia lecția, puteți lua în considerare câteva exemple de a treia lege a lui Newton.

1. Fenomenul de recul. Forța care acționează asupra proiectilului din tun este egală ca mărime cu forța care acționează asupra tunului din proiectil în momentul tragerii. La armele mici automate, fenomenul de recul este folosit pentru a reîncărca arma.

2. Propulsie cu reacție. Aruncând produsele arderii combustibilului înapoi cu viteză mare, racheta acționează asupra lor cu o forță extraordinară. Cu aceeași amploare, dar îndreptați înainte, produsele de ardere acționează asupra rachetei.

3. Interacțiunea Pământului și Soarelui, a Lunii și a Pământului, mișcarea planetelor și a altor corpuri cerești.

4. Mișcarea vehiculului.

Întrebare din partea studenților în timpul prezentării de material nou

1. O forță constantă provoacă o accelerație constantă?

2. Cum depinde modulul de accelerație de modulul de forță?

3. Cum este direcționată accelerația corpului dacă se cunoaște direcția forței care acționează?

4. Care este relația dintre forțele cu care interacționează două corpuri?

5. Ce au în comun cele două forțe cu care două corpuri interacționează?

6. Cum diferă forțele cu care interacționează două corpuri?

7. Există o diferență fizică între acțiune și reacție?

8. De ce a treia lege a lui Newton se numește legea interacțiunii?

Consolidarea materialului învățat

1. Ne antrenăm pentru a rezolva probleme

1. Un corp cu masa de 2 kg care se deplasează spre sud își schimbă viteza sub influența unei forțe constante de 10 N îndreptate spre nord. Calculați modulul și determinați direcția de accelerație a corpului. Descrieți natura mișcării corpului.

2. Sub influența unei forțe de 15 kN, corpul se mișcă rectiliniu astfel încât coordonatele sale se modifică conform legii x = -200 +9 t-3t2. Calculați greutatea corporală.

3. Proiecția vitezei unui corp care se deplasează rectiliniu de-a lungul axei Ox se modifică conform legii vx-5-2t. Calculați impulsul corpului și impulsul forței timp de 1 s și 4 s după începerea mișcării, dacă masa corporală este de 3 kg.

4. O barcă mică este trasă spre navă de o frânghie. De ce nu se mișcă nava spre barcă?

5. Un bărbat cu greutatea de 60 kg, stând pe patine, aruncă o minge cu o greutate de 3 kg departe de el, oferindu-i o accelerație orizontală de 10 m/s2. Ce accelerație primește persoana însuși?

6. Două persoane trag o frânghie în direcții opuse, aplicând o forță de 100 N fiecare. Sau se va rupe frânghia dacă poate rezista la o tensiune care nu depășește 190 N?

În binecunoscutul joc al remorcherului, ambele părți acționează una asupra celeilalte (prin frânghie) cu forțe egale, după cum reiese din legea acțiunii și reacției. Aceasta înseamnă că câștigătorul (trag of war) nu va fi partidul care trage mai tare, ci cel care împinge mai tare împotriva Pământului.

Orez. 72. Un cal se va mișca și va transporta o sanie încărcată, deoarece de pe marginea drumului, forțe de frecare mai mari acționează asupra copitelor sale decât asupra alergătorilor alunecoși ai saniei.

Cum putem explica că un cal trage o sanie dacă, după cum rezultă din legea acțiunii și reacției, sania trage calul înapoi cu aceeași forță absolută ca și calul trage sania înainte (forță)? De ce aceste forțe nu sunt echilibrate? Cert este că, în primul rând, deși aceste forțe sunt egale și direct opuse, ele sunt aplicate unor corpuri diferite, iar în al doilea rând, forțele din drum acționează și asupra săniii și calului (Fig. 72). Forța de la cal este aplicată saniei, care, pe lângă această forță, experimentează doar o mică forță de frecare a alergătorilor pe zăpadă; asa ca sania incepe sa mearga inainte. Calului, pe lângă forța din partea laterală a saniei, îndreptată înapoi, se aplică forțe din marginea drumului, în care se sprijină cu picioarele, îndreptate înainte și mai mare decât forța din partea laterală a saniei. . Prin urmare, și calul începe să înainteze. Dacă puneți un cal pe gheață, atunci forța de la gheața alunecoasă va fi insuficientă, iar calul nu va mișca sania. La fel se va întâmpla și cu o căruță foarte încărcată, când calul, chiar împingându-și picioarele, nu va putea crea suficientă forță pentru a muta căruța de la locul său. După ce calul a deplasat sania și a fost stabilită mișcarea uniformă a saniei, forța va fi echilibrată de forțe (prima lege a lui Newton).

O întrebare similară apare atunci când se analizează mișcarea unui tren sub influența unei locomotive electrice. Și aici, ca și în cazul precedent, mișcarea este posibilă numai datorită faptului că, pe lângă forțele de interacțiune dintre corpul de tragere (cal, locomotivă electrică) și „remorcă” (sanie, tren), corpul de tragere este acţionat asupra forţelor îndreptate de pe drum sau şine înainte. Pe o suprafață perfect alunecoasă de pe care nu se poate „împinge”, nici o sanie cu un cal, nici un tren, nici o mașină nu s-ar putea mișca.

Orez. 73. Când o eprubetă cu apă este încălzită, dopul zboară într-o direcție, iar „pistolul” se rostogolește în direcția opusă

A treia lege a lui Newton ne permite să calculăm fenomen de recul când a fost concediat. Să instalăm pe căruță un model de tun, care funcționează cu ajutorul aburului (Fig. 73) sau cu ajutorul unui arc. Lasă căruciorul să fie în repaus la început. Când este tras, „proiectila” (pluta) zboară într-o direcție, iar „pistolul” se rostogolește înapoi în cealaltă. Reculul pistolului este rezultatul reculului. Recul nu este altceva decât reacția proiectilului, care acționează, conform celei de-a treia legi a lui Newton, asupra tunului care aruncă proiectilul. Conform acestei legi, forța care acționează din tun asupra proiectilului este întotdeauna egală cu forța care acționează din proiectil asupra tunului și este îndreptată opus acesteia. Astfel, accelerațiile primite de pistol și proiectil sunt direcționate în direcții opuse, iar ca mărime sunt invers proporționale cu masele acestor corpuri. Ca rezultat, proiectilul și pistolul vor dobândi viteze direcționate opus, care sunt în același raport. Să notăm viteza primită de proiectil cu , iar viteza primită de tun cu , iar masele acestor corpuri vor fi notate cu și respectiv . Apoi

Iată modulele de viteză.

O lovitură de la orice armă este însoțită de recul. Tunurile antice s-au rostogolit înapoi după tragere. La armele moderne, țeava nu este fixată rigid de cărucior, ci cu ajutorul unor dispozitive care permit țevii să se miște înapoi; apoi arcurile îl împing la loc. În armele de foc automate, fenomenul de recul este utilizat pentru a reîncărca arma. Când este tras, doar șurubul se desprinde. El scoate cartușul uzat, iar apoi arcurile, readucându-l la locul său, introduc un nou cartuș în cilindru. Acest principiu este folosit nu numai la mitraliere și pistoale automate, ci și la tunurile cu tragere rapidă.

În binecunoscutul joc al remorcherului, ambele părți acționează una asupra celeilalte (prin frânghie) cu forțe egale, după cum reiese din legea acțiunii și reacției. Aceasta înseamnă că câștigătorul (trag de război) nu va fi partidul care trage mai tare, ci cel care împinge mai tare împotriva Pământului.

Cum putem explica că un cal trage o sanie dacă, după cum rezultă din legea acțiunii și reacției, sania trage calul înapoi cu aceeași forță absolută? F 2, cu care calul trage sania înainte (putere F 1)? De ce aceste forțe nu sunt echilibrate?

Faptul este că, în primul rând, deși aceste forțe sunt egale și direct opuse, ele sunt aplicate unor corpuri diferite, iar în al doilea rând, forțele de pe drum acționează și asupra saniei și a calului (Fig. 9).

Forta F 1 din lateralul calului se aplică pe sanie, care, pe lângă această forță, suferă doar o mică forță de frecare f 1 alergători pe zăpadă; asa ca sania incepe sa mearga inainte. La cal, pe lângă forța din sanie F 2 îndreptat înapoi, aplicat de pe marginea drumului în care își sprijină picioarele, forțează f 2, îndreptată înainte și mai mare decât forța exercitată de sanie. Prin urmare, și calul începe să înainteze. Dacă puneți un cal pe gheață, atunci forța de la gheața alunecoasă va fi insuficientă; iar calul nu va muta sania. La fel se va întâmpla și cu o căruță foarte încărcată, când calul, chiar împingându-și picioarele, nu va putea crea suficientă forță pentru a muta căruța de la locul său. După ce calul a mutat sania și s-a stabilit mișcarea uniformă a saniei, forța f 1 va fi echilibrat de forțe f 2 (prima lege a lui Newton).

O întrebare similară apare atunci când se analizează mișcarea unui tren sub influența unei locomotive electrice. Și aici, ca și în cazul precedent, mișcarea este posibilă numai datorită faptului că, pe lângă forțele de interacțiune dintre corpul de tragere (cal, locomotivă electrică) și „remorcă” (sanie, tren), corpul de tragere este acţionat asupra forţelor îndreptate de pe drum sau şine înainte. Pe o suprafață perfect alunecoasă de pe care nu se poate „împinge”, nici o sanie cu un cal, nici un tren, nici o mașină nu s-ar putea mișca.

A treia lege a lui Newton explică fenomen de recul când a fost concediat. Să instalăm pe căruță un model de tun, care funcționează cu ajutorul aburului (Fig. 10) sau cu ajutorul unui arc. Lasă căruciorul să fie în repaus la început. Când este tras, „proiectila” (pluta) zboară într-o direcție, iar „pistolul” se rostogolește înapoi în cealaltă.

Reculul pistolului este rezultatul reculului. Recul nu este altceva decât reacția proiectilului, care acționează, conform celei de-a treia legi a lui Newton, asupra tunului care aruncă proiectilul. Conform acestei legi, forța care acționează din tun asupra proiectilului este întotdeauna egală cu forța care acționează din proiectil asupra tunului și este îndreptată opus acesteia.

  • 2. Tipuri de mișcare mecanică - rectilinie uniformă, rectilinie uniform accelerată, mișcare circulară uniformă
  • 3. Legile lui Newton. Exemple de manifestare a legilor lui Newton în natură și utilizarea acestor legi în tehnologie
  • 4. Interacțiunea corpurilor: gravitație, elasticitate, frecare. Exemple de manifestare a acestor forțe în natură și tehnologie
  • 5. Impulsul corpului. Legea conservării impulsului. Exemple de manifestare a legii conservării impulsului în natură și utilizarea acestei legi în tehnologie
  • 6. Lucru mecanic și putere. Mecanisme simple. Eficiența mecanismelor simple
  • 8. Unde mecanice. Lungimea de undă, viteza undelor și relațiile dintre ele. Unde sonore. Ecou
  • 9. Energia potențială și cinetică. Exemple de tranziție a energiei de la un tip la altul. Legea conservării energiei
  • 11. Transmiterea presiunii prin gaze, lichide și solide. Legea lui Pascal și aplicarea ei în mașini hidraulice
  • 12. Presiunea atmosferică. Instrumente pentru măsurarea presiunii atmosferice. Învelișul de aer al Pământului și rolul său în viața umană
  • 13. Efectul lichidelor și gazelor asupra unui corp scufundat în ele. Forța lui Arhimede, motivele apariției sale. Condiții de navigație
  • 14. Energia internă a corpurilor și modalitățile de schimbare a acesteia. Tipuri de transfer de căldură, contabilizarea și utilizarea lor în viața de zi cu zi
  • 15. Topirea corpurilor cristaline și o explicație a acestui proces bazată pe idei despre structura materiei. Căldura specifică de fuziune
  • 16. Evaporare și condensare. Explicarea acestor procese pe baza ideilor despre structura materiei. Fierbere. Căldura specifică de vaporizare
  • 19. Fenomenul de inducție electromagnetică. Exemple de manifestări ale inducției electromagnetice și utilizarea acesteia în dispozitive tehnice
  • 20. Legea lui Ohm pentru o secțiune a unui circuit. Conectarea în serie și paralelă a conductoarelor
  • 21. Legile reflexiei și refracției luminii. Indicele de refracție. Utilizarea practică a acestor legi
  • 22. Lentile. Focalizarea obiectivului. Construirea de imagini într-o lentilă convergentă. Utilizarea lentilelor în instrumentele optice
  • 3. Legile lui Newton. Exemple de manifestare a legilor lui Newton în natură și utilizarea acestor legi în tehnologie

    Prima lege a lui Newton.Există astfel de sisteme de referință în raport cu care un corp în mișcare translațională își menține viteza constantă dacă alte corpuri nu acționează asupra lui (sau acțiunile altor corpuri sunt compensate). Această lege este adesea numită legea inerției, deoarece mișcarea cu o viteză constantă în timp ce compensează influențele externe asupra corpului se numește inerţie.A doua lege a lui Newton.Forța care acționează asupra unui corp este egală cu produsul dintre masa corpului și accelerația dată de această forță .
    - accelerația este direct proporțională cu forța care acționează (sau rezultantă) și invers proporțională cu masa corpului. a treia lege a lui Newton. Din experimentele privind interacțiunea corpurilor rezultă
    , din a doua lege a lui Newton
    Și
    , De aceea
    . Forțele de interacțiune dintre corpuri: direcționate de-a lungul aceleiași drepte, egale ca mărime, opuse ca direcție, aplicate unor corpuri diferite (deci nu se pot echilibra între ele), acționează întotdeauna în perechi și au aceeași natură. Legile lui Newton sunt îndeplinite simultan; ele fac posibilă explicarea tiparelor de mișcare ale planetelor și ale sateliților lor naturali și artificiali. În caz contrar, ele fac posibilă prezicerea traiectoriilor planetelor, calcularea traiectoriilor navelor spațiale și coordonatele acestora în orice moment dat. În condiții terestre, ele permit explicarea curgerii apei, mișcarea vehiculelor numeroase și variate (mișcarea mașinilor, navelor, avioanelor, rachetelor). Pentru toate aceste mișcări, corpuri și forțe, legile lui Newton sunt valabile.

    4. Interacțiunea corpurilor: gravitație, elasticitate, frecare. Exemple de manifestare a acestor forțe în natură și tehnologie


    Experimentele cu diferite corpuri arată că atunci când două corpuri interacționează, ambele corpuri primesc accelerații direcționate în direcții opuse. În acest caz, raportul valorilor absolute ale accelerațiilor corpurilor care interacționează este egal cu raportul invers al maselor lor.
    . De obicei se calculează accelerația unui corp (cel a cărui mișcare este studiată). Influența unui alt corp care provoacă accelerația este numită pe scurt cu forta. Mecanica se ocupă de forță greutate, forta elasticitateși putere frecare. Gravitatie- aceasta este forta cu care Pamantul atrage toate corpurile situate in apropierea suprafetei sale (
    ). Forța gravitației este aplicată corpului însuși și este îndreptată vertical în jos (Fig. 1a). Forță elastică apare atunci când corpul este deformat (Fig. 1 b), este îndreptată perpendicular pe suprafața de contact a corpurilor care interacționează. Forța elastică este proporțională cu alungirea:
    .Semnul „-” arată că forța elastică este îndreptată în direcția opusă alungirii, k - Rigiditatea (arcului) depinde de dimensiunile geometrice și de materialul acestuia. Se numește forța care ia naștere în punctul de contact al corpurilor și împiedică mișcarea lor relativă forța de frecare. Dacă un corp alunecă pe orice suprafață, atunci mișcarea lui este împiedicată de forța frecării de alunecare
    , unde N este forța de reacție a suportului (Fig. 2), m este coeficientul de frecare de alunecare. Forța de frecare de alunecare este întotdeauna îndreptată împotriva mișcării corpului. Gravitația și forța elastică sunt forțe care depind de coordonatele corpurilor care interacționează unul față de celălalt. Forța de frecare depinde de viteza corpului, dar nu depinde de coordonate. Atât în ​​natură, cât și în tehnologie, aceste forțe se manifestă simultan sau în perechi. De exemplu, forța de frecare crește odată cu creșterea gravitației. În viața de zi cu zi, frecarea benefică este adesea crescută, iar frecarea dăunătoare este slăbită (se folosește lubrifiant, frecarea de alunecare este înlocuită cu frecarea de rulare).