Третий закон Ньютона

24 октября 2023
4 минуты
1 643

Преподаватель физики

В этом разделе мы рассмотрим третий закон Ньютона, приведем подробные объяснения, познакомимся со значимыми понятиями, выведем формулу. Сухую теорию мы «разбавим» примерами и рисункам-схемами, которые облегчат усвоение темы.

В одном из прошлых разделов мы провели опыты по измерению ускорений двух тел после их взаимодействия и получили следующий результат: массы взаимодействующих друг с другом тел находятся в обратной зависимости с численными значениями ускорений. Так было введено понятие массы тела.

$\frac{m_{1}}{m_{2}} = - \frac{a_{2}}{a_{1}}$ или $m_{1} a_{1} = - m_{2} a_{2}$

Формулировка третьего закона Ньютона

Если придать этому соотношению векторную форму, получится:

$m_{1} \vec{a_{1}} = - m_{2} \vec{a_{2}}$

Знак минус в формуле появился неслучайно. Он свидетельствует о том, что ускорения двух тел, вступивших во взаимодействие, всегда направлены в противоположные стороны.

В качестве факторов, определяющих появление ускорения, согласно второму закону Ньютона, являются силы $\vec{F_{1}} = m_{1} \vec{a_{1}}$ и $\vec{F_{2}} = m_{2} \vec{a_{2}}$ , которые возникают при взаимодействии тел.

Следовательно:

$\vec{F_{1}} = - \vec{F_{2}}$

Так мы получили фомулу третьего закона Ньютона.

Определение 1

Силы, с которыми тела вступают во взаимодействие друг с другом, равны по модулю и противоположны по направлению.

Природа сил, возникающих во время взаимодействия тел, одинакова. Эти силы приложены к разным телам, потому не могут уравновешивать друг друга. По правилам векторного сложения мы можем складывать только те силы, которые прилагаются к одному телу.

Третий закон Ньютона в примерах

Силы, воздействующие на тело, могут быть внешними и внутренними. Введем необходимые для знакомства с темой третьего закона Ньютона определения.

Определение 2

Внутренние силы – это силы, которые действуют на различные части одного и того же тела.

Если мы рассматриваем тело, находящееся в движении, как единое целое, то ускорение этого тела будет определяться лишь внешней силой. Внутренние силы второй закон Ньютона не рассматривает, так как сумма их векторов равна нулю.

Третий закон Ньютона в примерах

Рисунок $1.9.3 .$ Модель движения связанных брусков.