Как формулируется третий закон Ньютона?

DWQA Questions › Как формулируется третий закон Ньютона?

0 +1 -1

Alex Админ. спросил 7 лет назад

В классе нам сказали, что задача, текст которой привожу дальше, решается с применением третьего закона Ньютона: Пружинные весы находятся в лифте, который движется вверх с ускорением $a$ . На весах лежит тело массой $m$ . Какими будут показания весов? Подскажите, как формулируется третий закон Ньютона, и как решать задачу.

1 ответ

0 +1 -1

Fizik Админ. ответил 7 лет назад

В Вашей задаче необходимо определить показание весов – это значит, что Вам необходимо найти величину веса тела ( $P$ ). Вес тела – это сила, с которой тело действует на опору или подвес (в нашем случае на пружину весов). Однако, решать представленную задачу удобнее, рассматривая силы, действующие на тело, которое лежит на весах. Зададим себе вопрос: Почему, мы можем рассмотреть движение этого тела и при этом найти силу, приложенную к другому телу (пружине)? Вот теперь вспомним, как формулируется третий закон Ньютона. Силы, с которыми действуют друг на друга тела, всегда равны по модулю, направлены в противоположные стороны вдоль одной прямой. (Данные силы приложены к разным телам, всегда действуют парами и имеют одну природу). Надо заметить, что если в задаче необходимо использовать второй и третий законы Ньютона, то следует учесть при составлении уравнений, что во втором законе Ньютона говорится о силах и ускорении для одного тела, а третий закон Ньютона имеет в виду два тела. Но вернемся к нашей задаче. В соответствии с третьим законом Ньютона искомый нами вес тела (приложенный к весам) будет равен по модулю и противоположен по направлению силе реакции опоры ( $\vec N$ ) (действующей на тело, которое лежит на весах):

$\vec P=\vec N (1).$

Получаем, что задача по определению показаний весов должна сводиться к нахождению силы реакции опоры ( $N$ ). Решим задачу в инерциальной системе отсчета, связывая ее с Землей. Тогда, по второму закону Ньютона, рассматривая силы, действующие на тело, лежащее на весах, имеем:

$m\vec g+\vec N=m\vec a (2),$

где $m\vec g$ — сила тяжести, направленная вертикально вниз. Направим координатную ось Y вертикально вверх (по движению лифта), тогда векторное уравнение (2) даст следующую проекцию:

$Y: -mg+N=ma (3).$

Модуль силы реакции опоры при этом равен:

$N=m(a+g).$

В соответствии со сказанным выше, получим:

$P=m(a+g).$

Ответ: $P=m(a+g).$

Как формулируется третий закон Ньютона?

Пожалуйста, зарегистрируйтесь или войдите, чтобы добавить ответ.