Підручник Фізика 9 клас - Т.М. Засєкіна - Оріон 2017 рік

Розділ 5 РУХ І ВЗАЄМОДІЯ. ЗАКОНИ ЗБЕРЕЖЕННЯ

§ 44. ТРЕТІЙ ЗАКОН НЬЮТОНА. МЕЖІ ЗАСТОСУВАННЯ ЗАКОНІВ НЬЮТОНА

Ви дізнаєтесь

- Що під час взаємодії тіл сили завжди виникають попарно

Пригадайте

- Перший і другий закони Ньютона

Третій закон Ньютона. Ані перший, ані другий закони Ньютона нічого не говорять про те, що відбувається з другим взаємодіючим тілом. Нам здається, що, вдаривши ногою по м’ячу, тільки ми подіяли на м’яч із деякою силою. Мало хто замислюється, що в момент удару м’яч ударив нас із такою самою силою! Це підтверджує третій закон Ньютона.

Розглянемо дослід. Два візки, що мають однакову масу (m1 = m2 = m), поставимо на горизонтальний стіл і до одного з них прикріпимо зігнуту пружну пластину, що зафіксована ниткою (мал. 223, а). Другий візок поставимо так, щоб він теж торкався зігнутої пластини. Якщо нитку, що фіксує пластину, перерізати, пластина, розпрямившись, приведе в рух обидва візки. Отже, візки набудуть прискорень. Оскільки маси візків однакові, то однакові й прискорення, і відстані, що проходять візки за певний час (мал. 223, б).

Коли на один з візків покласти який-небудь вантаж (збільшити його масу) й повторити дослід, то візок, що має більшу масу, пройде меншу відстань (мал. 224, б).

Мал. 223. Взаємодія однакових за масою візків: а — у стані спокою; б — набуття візками однакових прискорень унаслідок дії однієї й тієї самої сили

Мал. 224. Взаємодія візків різної маси: а — у стані спокою; б — набуття візками різних прискорень унаслідок дії однієї й тієї самої сили

Вимірюючи шлях, пройдений візками до зупинки, можна встановити, що в разі взаємодії двох тіл відношення модулів їх прискорень дорівнює оберненому відношенню їхніх мас: = або m1a1 = m2а2.

Прискорення взаємодіючих тіл мають протилежні напрямки, тому у векторній формі m11 = -m2 2, або 1 = -2.

Одержана рівність і є математичним виразом третього закону Ньютона: в інерщальній системі відліку сили, з якими взаємодіючі тіла діють одне на одне, напрямлені вздовж однієї прямої, рівні за модулем та протилежні за напрямком 1 = -2.

Цей закон відображає той факт, що у природі немає й не може бути односторонньої дії одного тіла на інше, а існує лише взаємодія.

Третій закон Ньютона формулюють ще й так: у дії завжди є протидія.

Сили будь-якої природи (гравітаційні, електромагнітні) під час взаємодії тіл виникають попарно, мають протилежні напрямки, однакові за модулем. Природа обох сил під час взаємодії однакова.

Важливо наголосити, що сили взаємодії хоч і рівні та протилежно напрямлені, але не врівноважують одна одну, оскільки прикладені до різних тіл.

Межі застосування законів Ньютона. Закони механіки Ньютона (її ще називають класичною механікою) встановлені для тіл, що нас оточують. Це макроскопічні тіла, що складаються з величезної кількості молекул й атомів. До руху частинок мікросвіту закони Ньютона можна застосовувати лише в деяких випадках.

Закони механіки Ньютона встановлені для тіл, що рухаються зі швидкостями, які набагато менші за швидкість світла. Рух зі швидкістю , що набагато менша від швидкості світла с у вакуумі ( c, де с = 3 · 108 ), називають нерелятивістським.

Закони механіки, сформульовані Ньютоном, — справджуються в усіх інерціальних системах відліку. У різних системах відліку незмінними є час, маса тіла, прискорення і сила. Траєкторія, швидкість та переміщення є різними в різних інерціальних системах відліку.

Важливо ще раз наголосити, що сила, згідно із законами Ньютона, визначає прискорення тіла, а не його швидкість. Це означає, що сила не є причиною руху. Сила — це причина зміни швидкості руху тіла. Сам рух не потребує причини. Рухатися прямолінійно й рівномірно тіло може й без дії сили, а криволінійний рух, швидкість якого постійно змінюється за напрямком, без дії сили неможливий.

Напрямок прискорення завжди збігається з напрямком сили. Швидкість може збігатися за напрямком із силою (наприклад, у вільному падінні), може бути напрямлена протилежно (наприклад, при русі тіла, кинутого вертикально вгору), а може бути й перпендикулярною до напрямку сили (наприклад, під час руху по колу).

Закони Ньютона дають змогу розв’язати основну задачу механіки, оскільки якщо відомі сили, прикладені до тіла, можна визначити його прискорення в будь-який момент часу, у будь-якій точці траєкторії. І навпаки, якщо відоме положення тіла в будь-який момент часу, то закони Ньютона дають змогу з’ясувати, які сили діють на нього.

Підбиваємо підсумки

- Третій закон Ньютона: сили, з якими два тіла взаємодіють одне з одним, рівні за величиною, протилежні за напрямком і діють уздовж однієї прямої.

- Сили, про які йде мова в третьому законі Ньютона, прикладені до різних тіл, тому вони не можуть урівноважувати одна одну.

- Закони Ньютона виконуються в інерціальних системах і для тіл, що рухаються зі швидкістю, набагато меншою від швидкості світла.

ФОРМУЄМО КОМПЕТЕНТНІСТЬ

Я поміркую й зможу пояснити

1. Чи є відмінність між дією та протидією?

2. Чи зрівноважують одна одну сили, що виникають унаслідок взаємодії тіл?

3. Наведіть приклади, що підтверджують третій закон Ньютона.

4. Чим зумовлені межі застосування законів Ньютона?

Я вмію досліджувати й експериментувати

1. Покладіть порожню пляшку на стіл. Навпроти її шийки розмістіть невеликий шматок пробки. Спробуйте задути пробку всередину пляшки. Поясніть, чому пробка полетить не в пляшку, а навпаки — від пляшки.

2. Візьміть два шматки пластиліну. Вдарте одним шматком по іншому. Поясніть, чому шматки пластиліну при цьому злипаються.

Я можу застосовувати знання й розв'язувати задачі






Відвідайте наш новий сайт - Матеріали для Нової української школи - планування, розробки уроків, дидактичні та методичні матеріали, підручники та зошити

Віртуальна читальня освітніх матеріалів для студентів, вчителів, учнів та батьків.

Наш сайт не претендує на авторство розміщених матеріалів. Ми тільки конвертуємо у зручний формат матеріали з мережі Інтернет які знаходяться у відкритому доступі та надіслані нашими відвідувачами.

Всі матеріали на сайті доступні за ліцензією Creative Commons Attribution-Sharealike 3.0 Unported CC BY-SA 3.0 та GNU Free Documentation License (GFDL)

Якщо ви являєтесь володарем авторського права на будь-який розміщений у нас матеріал і маєте намір видалити його зверніться для узгодження до адміністратора сайту.

Дозволяється копіювати матеріали з обов'язковим гіпертекстовим посиланням на сайт, будьте вдячними ми приклали багато зусиль щоб привести інформацію у зручний вигляд.

© 2007-2019 Всі права на дизайн сайту належать С.Є.А.