Третій закон Ньютона: визначення

Сила дії одного об’єкта на інший дорівнює за величиною силі протидії іншого об’єкта, спрямованої в протилежну сторону.

1. Враховуємо тертя
Багато з вас бачили як силачі, встановлюючи рекорди, тягнуть за собою великовантажні автомобілі або навіть літаки. В цьому випадку результуюча сила дорівнює:

ΣF = Fканат – Fтреніе

Коли сила, прикладена силачем до канату, більше сили тертя, то вантажівка починає прискорене рух:

ΣF = Fканат – Fтреніе = ma

Одна частина силача витрачається на подолання сили тертя, інша – на прискорення:

Fканат = Fтреніе + ma

Як бачимо з формули, атлету тим важче, чим вище сила тертя і більше маса об’єкта. Дійсно, тягнути санки по снігу набагато легше, ніж штовхати автомобіль, що застряг в багнюці.

2. Стан рівноваги
Вважається, що об’єкт знаходиться в стані рівноваги, якщо його прискорення дорівнює нулю, тобто діюча сила дорівнює нулю.

На об’єкт можуть діяти різноманітні сили, але в стані рівноваги їх векторна сума дорівнює нулю.

Розглянемо випадок з ліхтарем, який висвітлює вхід в приміщення:

стан рівноваги

Нехай вага ліхтаря дорівнює 10 Н. Якою має бути міцність дроту (сила F1), щоб утримати цей ліхтар? Кут кріплення дроту до ліхтаря дорівнює 45 °.

Рішення завдання.

Оскільки ліхтар не повинен впасти, то діюча на нього, результуюча сила повинна бути дорівнює нулю.

Вага ліхтаря (Mg) повинен бути урівноважений силою натягу дроту F1.

У нашому випадку єдиною силою, яка може утримати ліхтар від падіння, є складова сили F1.

Сила опору горизонтальної балки F2 спрямована тільки по горизонталі і не робить ніякого впливу на вертикальну складову.

Визначаємо Y-складову сили F1:

F1y = F1 · sin45 ° = Mg

Натяг дроту:

F1 = F1y / sin45 ° = Mg / sin45 ° = 10 / (0,7) = 14 Н

Т.ч., в нашому випадку, щоб дріт не порвалася, вона повинна витримувати силу приблизно рівну 14 Н.

Спробуйте самостійно вирішити інше завдання:

Яку міцність в нашому випадку повинна мати балка, щоб витримати силу опору F2 (F1 = 14 Н)?

ПОДІЛИТИСЯ:

Дивіться також:
Мікроскоп