Третій закон Ньютона
Третій закон Ньютона
Сила дії одного об’єкта на інший дорівнює за величиною силі протидії іншого об’єкта, спрямованої в протилежний бік.
Враховуємо тертя
Багато хто з вас бачили як атлети, встановлюючи рекорди, тягнуть за собою великовантажні автомобілі або навіть літаки. У цьому випадку результуюча сила дорівнює:
ΣF = Fканат – Fтертя
Коли сила, прикладена атлетом до каната, більша за силу тертя, то вантажівка починає прискорений рух:
ΣF = Fканат – Fтертя = ma
Одна частина сили витрачається на подолання сили тертя, інша – прискорення:
Fканат = Fтертя + ma
Як бачимо з формули, атлету тим важче, що вища сила тертя і більше маса об’єкта. Справді, тягнути санки по снігу набагато легше, ніж штовхати автомобіль, що застряг у бруді.
Стан рівноваги
Вважається, що об’єкт перебуває у стані рівноваги, якщо його прискорення дорівнює нулю, тобто діюча сила дорівнює нулю.
На об’єкт можуть діяти різноманітні сили, але в стані рівноваги їхня векторна сума дорівнює нулю.
Розглянемо випадок з ліхтарем, що висвітлює вхід до приміщення:
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 задачі.
Оскільки ліхтар не повинен впасти, то діюча на нього результуюча сила повинна дорівнювати нулю.
Вага ліхтаря (Mg) має бути врівноважена силою натягу дроту F1.
У нашому випадку єдиною силою, яка може утримати ліхтар від падіння, є складова сила F1.
Сила опору горизонтальної балки F2 спрямована тільки по горизонталі і не впливає на вертикальну складову.
Визначаємо Y-складову сили F1:
Натяг дроту:
Т.ч., у нашому випадку, щоб дріт не порвався, він повинен витримувати силу приблизно рівну 14 Н.
Завдання №2
Яку міцність у нашому випадку має мати балка, щоб витримати силу опору F2 (F1=14 Н)?
Рішення задачі:
Маємо лише дві горизонтальні сили: F2 та X-компонента сили F1 = 14 Н.
Потрібно знайти F2.
Визначаємо X-компоненту сили F1:
Саме ця компонента сили натягу дроту дорівнює силі опору балки:
F2 = 10 Н
Відповідь: F2 = 10 Н