Третий закон Ньютона

Сложение сил

Если на тело (материальную точку) действует несколько других тел, то сила результирующего воздействия (равнодействующая сила), которая и создает ускорение тела, равна векторной сумме отдельных сил: F₀ = F₁ + F₂ +...

Например, на прыгуна в длину действуют сила тяжести (m·g) и сила сопротивления воздуха (F_c), рис 4.2, а. Ускорение создает их равнодействующая (F_р).

Рис. 4.2. Сложение (а) и разложение (б) сил

В некоторых случаях требуется решить обратную задачу: представить одну действующую силу в виде суммы двух составляющих, направленных определенным образом. Это также делается путем построения параллелограмма сил. На рис. 4.2, б показан гимнаст, выполняющий упражнение на перекладине. Действующую на него силу тяжести удобно представить как сумму двух взаимно перпендикулярных сил F₁ и F₂. Первая составляющая создает линейное ускорение ОЦМ, а вторая составляющая принимает участие в создании центростремительного ускорения (вместе с реакцией перекладины, действующей на кисти рук).

Из определения массы тела как меры его инертности (4.2) следует, что при взаимодействии двух тел их ускорения обратно пропорциональны массам:

Освободившись от знаменателя, получим: m₁ · а₁ = m₂ · а₂.

В соответствии с формулой (4.4), произведение массы тела на его ускорение равно действующей на тело силе: m · а = F. Поэтому взаимодействующие тела действуют друг на друга с силой одинаковой по величине: F_l = F₂ (F₁ — сила, действующая на первое тело со стороны второго, F₂ — сила, действующая на второе тело со стороны первого).

Кроме того, экспериментально установлено, что ускорения взаимодействующих тел всегда имеют противоположные направления. Поэтому и силы F₁, F₂ направлены в противоположные стороны. Это определяет содержание Третьего закона Ньютона: взаимодействующие тела действуют друг на друга с силой, одинаковой по величине и противоположной по направлению: F_l = -F₂.

Дата добавления: 2015-05-09