В этом параграфе: Теория Задачи с решениями Задачи для самостоятельной работы Тест по динамике

§ 9. Третий закон Ньютона

Во всех случаях, когда какое-либо тело действует на другое, имеет место не одностороннее действие, а взаимодействие тел. Силы такого взаимодействия между телами имеют одинаковую природу, появляются и исчезают одновременно. При взаимодействии двух тел оба тела получают ускорения, направленные по одной прямой в противоположные стороны. Так как a₁/a₂=m₂/m₁, то m₁a₁=m₂a₂, или в векторном виде

Согласно второму закону Ньютона, m₁а₁=F₁ и m₂а₂=F₂. Тогда из формулы (2.7) следует, что

Равенство (2.8) выражает третий закон Ньютона: тела взаимодействуют друг с другом силами, равными по модулю и противоположными по направлению.

Каждая из сил взаимодействия приложена к тому телу, на которое она действует, т. е. эти силы приложены к разным телам. Следовательно, силы взаимодействия между телами не могут уравновесить (скомпенсировать) друг друга.

Приведем примеры, иллюстрирующие третий закон Ньютона. Возьмем в руки два одинаковых динамометра, сцепим их крюками и будем тянуть в разные стороны (рис. 18). Оба динамометра покажут одинаковые по модулю силы натяжения, т. е. F1=-F2.

Поставим на горизонтальную поверхность две одинаковые тележки и с помощью двух одинаковых динамометров прикрепим их к вертикальным стойкам. На одну тележку положим кусок железа, а на другую - магнит (рис. 19). Мы увидим, что обе тележки сдвинутся навстречу друг другу и оба динамометра покажут одинаковые силы взаимодействия, т. е. F₁=-F₂. Следовательно, с какой силой магнит притягивает кусок железа, с такой же силой и железо притягивает к себе магнит.

Приведенные примеры показывают, что третий закон Ньютона выполняется как в случае взаимодействия тел при непосредственном контакте, так и при взаимодействии посредством поля. Третий закон Ньютона, так же как и первый и второй законы динамики, выполняется только в инерциальных системах отсчета.

Вопросы для самоконтроля:

Может ли какое-либо тело действовать на другое, не испытывая с его стороны противодействия?

Как направлены ускорения тел, взаимодействующих между собой?

Как записывают и формулируют третий закон Ньютона?

Могут ли уравновесить друг друга силы, с которыми взаимодействуют, между собой тела?

Приведите примеры проявления третьего закона Ньютона при взаимодействии тел путем непосредственного контакта и при их взаимодействии на расстоянии (посредством поля).

Во всех ли системах отсчета выполняется третий закон Ньютона?