Trzecia zasada dynamiki: dlaczego akcja i reakcja nie zatrzymują ruchu?
Jeśli człowiek pcha wózek, wózek pcha człowieka równie mocno. Dlaczego więc nie zostają w miejscu? Bo te dwie siły działają na różne ciała. To drobne rozróżnienie rozwiązuje większość pozornych paradoksów związanych z trzecią zasadą dynamiki.
W tym materiale
Jeśli człowiek pcha wózek, wózek pcha człowieka równie mocno. Dlaczego więc nie zostają w miejscu? Bo te dwie siły działają na różne ciała. To drobne rozróżnienie rozwiązuje większość pozornych paradoksów związanych z trzecią zasadą dynamiki.
Potrzebne wiadomości: Siła jako wektor, masa i druga zasada dynamiki.
Dwa ciała, dwa równania
Dla pary oddziałujących ciał A i B w szkolnym opisie klasycznym mamy \vec F_{A\to B}=-\vec F_{B\to A}. Siły są równe co do wartości i przeciwne, ale nie sumujemy ich w równaniu ruchu jednego z tych ciał. Dopiero po potraktowaniu obu ciał jako jednego układu ta para staje się wewnętrzna.
Książkę na stole Ziemia przyciąga w dół, a stół podtrzymuje w górę. Te siły mogą się równoważyć, lecz nie są parą akcja–reakcja. Partnerem siły Ziemi na książkę jest siła książki na Ziemię. Partnerem siły stołu na książkę jest nacisk książki na stół.
Przykład z dwoma wózkami
Dwa wózki o masach 2 kg i 3 kg odpycha lekka sprężyna. W danej chwili działa na każdy z nich siłą o wartości 6 N. Przy pomijalnych innych siłach poziomych pierwszy ma przyspieszenie 3 m/s², drugi 2 m/s², w przeciwnych zwrotach. Równe siły nie oznaczają równych przyspieszeń.
Przy analizie całego układu wózków siły sprężyny znoszą się jako siły wewnętrzne; nie oznacza to, że wózki nie mogą zmienić odległości między sobą. O ruchu środka masy decyduje wypadkowa zewnętrzna. W bardziej ogólnym opisie elektromagnetycznym bilans pędu może wymagać uwzględnienia pola; tutaj pozostajemy przy prostych oddziaływaniach mechanicznych.
Zadania do tego tematu
- Dwie osoby na lodzie odpychają się z różnymi przyspieszeniami
- Książka na stole i właściwe pary sił
- Dwa stykające się klocki: siła kontaktu zależy od miejsca pchania
- Siłomierz między dwiema osobami ciągnącymi po sto niutonów
Komentarze (0)
Nie ma jeszcze opublikowanych komentarzy. Rozpocznij rozmowę o tym materiale.
RSS komentarzy · Powiadomienia e-mail
Dodaj komentarz
Możesz komentować jako gość lub zalogować się, aby użyć danych konta. Utwórz konto