Третий закон Ньютона

Причиной изменения движения тел является внешнее воздействие. Воздействие – это есть результат взаимодействия тел. Количественной мерой взаимодействия тел является сила. Ньютон продолжил изучение движения тел и посмотрел на движение с другой точки зрения. Он решил выяснить, что происходит с телами при взаимодействии их друг с другом и как связаны силы, появляющиеся при взаимодействии между собой? Из опытов, описанных в §33 этой главы, следует, что при взаимодействии тележек с разными массами, ускорения, приобретаемые ими тоже различны. Об этом свидетельствуют разные расстояния, пройденные тележками до остановки. Рассчитав ускорения тележек и зная их массы, можно определить величины сил, действующих на каждую тележку по формуле (4.12). Расчеты покажут, что эти силы равны по величине, т.к.

m₁a₁=m₂a₂ (4.13)

Так как тележки разъехались в разные стороны, то направление этих сил противоположны друг другу. Следовательно, силы возникают при взаимодействии тел и причем парами.

(4.14)

Знак «минус» в этом равенстве указывает на то, что направление сил противоположно.

Силы, возникающие при взаимодействии, приложены к разным телам, поэтому их складывать нельзя.

Обобщая результаты этих опытов, Ньютон сформулировал еще один закон движения тел, который получил название третьего закона Ньютона:

Силы в природе возникают при взаимодействии тел, причем возникают парами; модули этих сил одинаковы, а направления противоположны и лежат на одной прямой соединяющей эти тела; природа происхождения этих сил одинакова.

Формула (4.14) является математической записью этого закона.

Третий закон Ньютона справедлив в инерциальных системах отсчета.

Отец и маленький сын стоят на коньках на гладком льду(рис.4.19). В руках у них канат, со вставленными посередине двумя динамометрами, соединенными между собой. Опишите, что покажут динамометры, и что будет происходить с отцом и сыном, если они начнут тянуть канат друг к другу?

Вопросы для самоконтроля

1. Что называется взаимодействие тел?

2. Как будет меняться движение тел при их взаимодействии?

3. Что можно сказать о величинах сил, появившихся при взаимодействии тел?

4. Что можно сказать о направлениях сил, появившихся при взаимодействии тел?

5. Сформулируйте третий закон Ньютона.

6. Всегда ли справедлив третий закон Ньютона?