Третий закон Ньютона. Силы, с которыми тела взаимодействуют друг с другом, равны…

Пояснение для строк:

1. Тела всегда действуют друг на друга взаимно: если первое тело действует на второе, то и второе действует на первое.
2. Эти две силы равны по модулю: , и направлены в противоположные стороны вдоль одной прямой: ${\stackrel{⃗}{}}_{}{\stackrel{⃗}{}}_{}$.
3. Силы имеют одинаковую природу (обе гравитационные, обе упругие, обе силы трения и т. д.).
4. На рисунке два шара взаимодействуют с силами ${\stackrel{⃗}{}}_{}$ и ${\stackrel{⃗}{}}_{}$, а двое людей на коньках тянут друг друга за верёвку, и оба приходят в движение.
5. Силы действия и противодействия приложены к разным телам, поэтому не могут уравновешивать друг друга. Уравновешиваются только силы, приложенные к одному телу.

Пояснение для строк:

1. По третьему закону Ньютона , а по второму закону , .
2. Приравниваем: , откуда .
3. Чем больше масса тела, тем меньшее ускорение оно получает при взаимодействии. Ускорения направлены в противоположные стороны.
4. На рисунке человек на тележке тянет за верёвку другую тележку с грузом: силы ${\stackrel{⃗}{}}_{}$ и ${\stackrel{⃗}{}}_{}$ равны, а ускорения ${\stackrel{⃗}{}}_{}$ и ${\stackrel{⃗}{}}_{}$ различны, потому что различны массы и .
5. Третий закон механики выполняется только в инерциальных системах отсчёта.

Пояснение для строк:

1. В механике рассматривают три вида сил: силу тяготения (всемирного тяготения, тяжести), силу упругости и силу трения.
2. Все они в конечном счёте определяются фундаментальными взаимодействиями: гравитационным и электромагнитным.
3. Силу упругости и силу трения вызывает электромагнитное взаимодействие частиц вещества.
4. Дальше изучаем: силу упругости (закон Гука), силу трения (покоя, скольжения, качения), закон всемирного тяготения.

Пояснение для строк:

1. Сила упругости возникает при деформации тела (растяжении, сжатии, изгибе) и стремится вернуть телу прежнюю форму.
2. Закон Гука: при малых деформациях , то есть сила пропорциональна удлинению .
3. Груз на пружине висит в равновесии, поэтому сила упругости уравновешивает силу тяжести: ${\stackrel{⃗}{}}_{}\stackrel{⃗}{}$, и направлена противоположно ей.
4. Жёсткость зависит от материала, формы и размеров пружины; измеряется в Н/м.
5. Знак «минус» показывает, что сила упругости направлена против деформации (против смещения ).

Пояснение для строк:

1. Упругие силы возникают при упругой деформации, то есть такой, после которой тело восстанавливает форму.
2. На рисунке человек растягивает эспандер (пружину), закреплённый на стене, и пружина удлиняется на , а при большем растяжении — на .
3. Сила упругости направлена против растяжения: ${\stackrel{⃗}{}}_{}\stackrel{⃗}{}$.
4. Чем больше удлинение , тем больше сила упругости: , если .
5. Закон Гука выполняется только при малых упругих деформациях.

Пояснение для строк:

1. Сила трения возникает в месте соприкосновения тел и мешает их перемещению друг относительно друга.
2. Причина : поверхности шероховаты, их неровности зацепляются друг за друга.
3. Причина : между молекулами соприкасающихся тел действуют силы молекулярного взаимодействия.
4. Сила трения направлена по касательной к соприкасающимся поверхностям (вдоль поверхности).
5. Различают трение покоя, трение скольжения и трение качения.

Пояснение для строк:

1. Если тело покоится на поверхности, и к нему приложена внешняя сила $\stackrel{⃗}{}$, то возникает сила трения покоя.
2. Она равна внешней силе по модулю и направлена противоположно ей: ${\stackrel{⃗}{}}_{}\stackrel{⃗}{}$, поэтому тело остаётся в покое.
3. Сила трения покоя растёт вместе с внешней силой, пока не достигнет максимума.
4. Максимальное значение , где — сила нормального давления (реакции опоры).
5. Когда внешняя сила превышает максимум, тело начинает скользить, и трение покоя сменяется трением скольжения (график: рост, затем горизонтальный участок).

Пояснение для строк:

1. Коэффициент трения — безразмерная величина; он зависит от материалов обоих трущихся тел и от состояния их поверхностей.
2. Сила трения скольжения возникает, когда одно тело скользит по поверхности другого.
3. По модулю она почти равна максимальной силе трения покоя.
4. Направлена против движения тела.
5. От площади соприкосновения почти не зависит, а пропорциональна силе реакции опоры: .

Пояснение для строк:

1. Трение возникает и тогда, когда тело катится по поверхности.
2. Трение качения значительно меньше трения скольжения при той же нагрузке.
3. Поэтому в технике скольжение заменяют качением: используют колёса, шариковые и роликовые подшипники.
4. Причина: колесо слегка вдавливается в дорогу, перед ним образуется бугорок, на который оно всё время вкатывается.
5. Чем твёрже дорога, тем меньше вдавливание и тем меньше трение качения.

Пояснение для строк:

1. Наука о трении называется трибологией.
2. Название происходит от греческого слова «трибос» — трение.
3. Законы сухого трения (скольжения и качения) сформулировал в году французский физик Шарль Огюстен Кулон (–).
4. Кулон определил эти законы опытным путём.
5. На рисунке показаны направления: колесо катится, сила трения ${\stackrel{⃗}{}}_{}$ направлена против движения точки соприкосновения.

Пояснение для строк:

1. Закон всемирного тяготения описывает гравитационное взаимодействие тел.
2. Гравитационное взаимодействие свойственно всем телам, имеющим массу.
3. Закон объясняет падение тел на Землю, движение Луны и планет.
4. Сформулировал его И. Ньютон.

Пояснение для строк:

1. Закон открыт Ньютоном на основе анализа движения планет (законы Кеплера) и Луны.
2. Все тела притягиваются друг к другу.
3. Сила пропорциональна произведению масс и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними: .
4. Сила направлена вдоль прямой, соединяющей тела.
5. — гравитационная постоянная, одинаковая для всех тел.

Пояснение для строк:

1. Г. Кавендиш в году впервые прямо измерил гравитационную постоянную на крутильных весах.
2. На тонкой нити H подвешен двухметровый стержень L, на концах которого закреплены малые свинцовые шары .
3. К малым шарам подносили большие шары ; шары притягивались, и нить закручивалась.
4. По углу закручивания нити находили силу притяжения .
5. Из формулы получили  .

Пояснение для строк:

1. Если кг и м, то .
2. Значит, численно равна силе притяжения двух тел по кг на расстоянии м.
3. Эта сила очень мала ( Н), поэтому притяжение обычных тел мы не замечаем.
4. Закон применяют для описания движения планет и их спутников, он уточнил законы Кеплера.
5. Закон используют в космонавтике для расчёта движения искусственных спутников.

Пояснение для строк:

1. Закон в виде справедлив для материальных точек и однородных шаров (расстояние берут между центрами).
2. Он справедлив и для концентрических тел.
3. Гравитационное взаимодействие заметно только при больших массах.
4. Для малых масс (электрон и протон) сила крайне мала: Н.
5. Для небесных тел сила огромна: Земля — Луна Н, Солнце — Земля Н.