Най-важното от урока
Действие и противодействие: Силите в природата винаги се появяват по двойки.
Големина и посока: Силите на действие и противодействие са равни по големина и противоположни по посока (\(\vec{F}_{12} = -\vec{F}_{21}\)).
Приложна точка: Те действат на различни тела и затова не се уравновесяват. Пример: куршумът излита напред, а пушката отскача назад (откат).
Реактивно движение: Практическо приложение на закона, при което тяло се ускорява, като изхвърля част от масата си в противоположна посока.
Големина и посока: Силите на действие и противодействие са равни по големина и противоположни по посока (\(\vec{F}_{12} = -\vec{F}_{21}\)).
Приложна точка: Те действат на различни тела и затова не се уравновесяват. Пример: куршумът излита напред, а пушката отскача назад (откат).
Реактивно движение: Практическо приложение на закона, при което тяло се ускорява, като изхвърля част от масата си в противоположна посока.
Ако тяло A действа на тяло B със сила (действие), то тяло B винаги действа на тяло A с равна по големина и противоположна по посока сила (противодействие).
\[ \vec{F}_{AB} = -\vec{F}_{BA} \]
Силата, с която тяло A действа на B, е равна по големина и противоположна по посока на силата, с която тяло B действа на A.
Силите на действие и противодействие са приложени към различни тела, затова те никога не се уравновесяват.
Земята привлича Луната с гравитационна сила \(F_1 = 2,1 \cdot 10^{20}\) N. Съгласно третия принцип, Луната привлича Земята със същата по големина, но противоположна по посока сила \(F_2\).
\[ F_2 = F_1 = 2,1 \cdot 10^{20} \text{ N} \]
Книга лежи неподвижно на маса. Силата на тежестта \(\vec{G}\) на книгата е действието, с което Земята я привлича. Коя е силата на противодействие?
Противодействието е силата, с която книгата привлича Земята. Тази сила е равна по големина на \(\vec{G}\), но е приложена към центъра на Земята.
Силата на реакция на опората от масата \(\vec{N}\) НЕ Е противодействие на тежестта \(\vec{G}\), защото и двете сили са приложени към едно и също тяло (книгата).
Реактивно движение е движение, което възниква, когато част от масата на едно тяло се отделя от него с определена скорост. Тялото се движи в посока, противоположна на посоката на изхвърлената маса.
Принципът се обяснява с третия закон на Нютон: ракетата изхвърля газове назад (действие), а газовете избутват ракетата напред с равна по големина сила (противодействие). Тази сила се нарича реактивна сила.
Калмарите се движат реактивно, като изхвърлят струя вода в една посока, което ги тласка в противоположната.
Надуйте балон и го пуснете, без да го завързвате. Защо балонът започва да лети?
Балонът изтласква въздуха навън с определена сила (действие). Съгласно третия принцип, въздухът противодейства, като бута балона в противоположна посока с равна по големина сила (противодействие). Това е реактивна сила, която кара балона да лети.
Задачи за упражнение
Лесна: Ако ударите топка със сила 20 N, с каква по големина сила топката действа върху крака ви в момента на удара?
Съгласно третия принцип на механиката, топката действа върху крака ви със същата по големина сила – 20 N.
Средна: Кон тегли каруца. Силата, с която конят дърпа каруцата, е равна по големина на силата, с която каруцата дърпа коня назад. Обяснете защо тогава системата кон-каруца се движи напред.
Движението е възможно, защото има и външни сили. Конят се отблъсква от земята със сила, която е по-голяма от силата на триене, действаща на каруцата. Силите между коня и каруцата са вътрешни за системата и не определят нейното ускорение като цяло. Равнодействащата на външните сили (силата от земята върху коня и триенето) е насочена напред.
Трудна: Космонавт с маса 70 kg се намира в открития космос и хвърля инструмент с маса 5 kg. В момента на хвърлянето той действа на инструмента със сила 10 N.
а) С каква сила инструментът действа на космонавта?
б) Какво ускорение ще придобие космонавтът?
а) С каква сила инструментът действа на космонавта?
б) Какво ускорение ще придобие космонавтът?
а) Според третия принцип на Нютон, инструментът действа на космонавта с равна по големина и противоположна по посока сила, т.е. 10 N.
б) За да намерим ускорението на космонавта, използваме втория принцип на Нютон (\(F=ma\)): \[ a = \frac{F}{m} = \frac{10 \text{ N}}{70 \text{ kg}} \approx 0,14 \text{ m/s}^2 \]
б) За да намерим ускорението на космонавта, използваме втория принцип на Нютон (\(F=ma\)): \[ a = \frac{F}{m} = \frac{10 \text{ N}}{70 \text{ kg}} \approx 0,14 \text{ m/s}^2 \]
