Њутнов трећи закон: концепт, примери и вежбе

Трећи Њутнов закон, такође назван Акција и Реакција, повезује силе интеракције између два тела.

Када објекат А врши силу на други објекат Б, овај други објект Б деловаће на објект А. силу истог интензитета, истог смера и супротног смера.

Како се силе примењују на различита тела, оне се не уравнотежују.

Примери:

• Приликом испаљивања хица пуцач се одваја од метка силом реакције гађања.
• У судару аутомобила и камиона, обојица добијају дејство сила истог интензитета и супротног смера. Међутим, открили смо да је деловање ових сила при деформацији возила различито. Обично је аутомобил много „згњечен“ од камиона. Ова чињеница настаје због разлике у структури возила, а не због разлике у интензитету ових сила.
• Земља врши привлачну силу на сва тела у близини своје површине. Према Њутновом трећем закону, тела такође врше привлачну силу на Земљи. Међутим, због разлике у маси, откривамо да је померање које су претрпела тела много значајније од оног које трпи Земља.
• Свемирски бродови користе принцип деловања и реакције за кретање. При избацивању гасова сагоревања, они се покрећу у супротном смеру од излаза ових гасова.

Бродови се крећу избацивањем гасова сагоревања

Примена Њутновог трећег закона

Многе ситуације у проучавању динамике представљају интеракције између два или више тела. Да бисмо описали ове ситуације, примењујемо Закон акције и реакције.

Делујући у различитим телима, силе укључене у ове интеракције не поништавају једна другу.

Како је сила векторска величина, прво морамо векторски да анализирамо све силе које делују на свако тело које чини систем, обележавајући парове деловања и реакције.

После ове анализе, утврдили смо једначине за свако укључено тело, примењујући Њутнов други закон.

Пример:

Два блока А и Б, масе једнаке 10 кг и 5 кг, су ослоњена на савршено глатку хоризонталну површину, као што је приказано на доњој слици. На блок А. делује константна и хоризонтална сила интензитета 30Н. Одредите:

а) убрзање које је систем стекао
б) интензитет силе коју блок А делује на блок Б

Прво, идентификујмо силе које делују на сваки блок. Да бисмо то урадили, изоловали смо блокове и идентификовали силе, као што је приказано на доњим сликама:

Бити:

ф_АБ: блок силе А делује на блок Б.
ф_БА: блок силе Б делује на блок А
Н: нормална сила, односно сила додира између блока и површине
П: тежина снаге

Блокови се не крећу вертикално, па је нето сила у овом правцу једнака нули. Стога се нормална тежина и снага међусобно поништавају.

На хоризонталном делу блокови показују кретање. Дакле, применимо Њутнов други закон (Ф_Р. = м. а) и напиши једначине за сваки блок:

Блок А:

Ф - ф_БА = м_ТХЕ. Тхе

Блок Б:

ф_АБ = м_Б.. Тхе

Састављајући ове две једначине, проналазимо системску једначину:

Ф - ф_БА+ ф_АБ= (м_ТХЕ. а) + (м_Б.. Тхе)

Како интензитет ф_АБ једнак је интензитету ф_БА, пошто је једна реакција на другу, можемо поједноставити једначину:

Ф = (м_ТХЕ + м_Б.). Тхе

Замена задатих вредности:

30 = (10 + 5). Тхе

Сада можемо пронаћи вредност силе коју блок А делује на блок Б. Користећи једначину блока Б, имамо:

ф_АБ = м_Б.. Тхе
ф_АБ = 5. 2 = 10 Н.

Њутнова три закона

физичар и математичар Исак Њутн (1643-1727) формулисао је основне законе механике, где описује кретања и њихове узроке. Три закона су објављена 1687. године, у делу „Математички принципи природне филозофије“.

Трећи закон, заједно са два друга закона (1. закон и 2. закон) чине темеље класичне механике.

Њутнов први закон

ТХЕ Њутнов први закон, који се такође назива Законом о инерцији, каже да „тело које мирује остаће у мировању, а тело у покрету остаће у покрету уколико на њега не делује спољна сила".

Укратко, Њутнов први закон истиче да она предузима дејство силе да би променила стање мировања или кретања тела.

Такође прочитајте о Галилео Галилеи.

Њутнов други закон

ТХЕ Њутнов други закон утврђује да је убрзање које тело постиже директно пропорционално резултанту сила које делују на њега.

Изражава се математички:

Да бисте сазнали више, такође прочитајте:

• Њутнови закони
• Гравитација
• Формуле физике

Решене вежбе

1) УФРЈ-1999

Блок 1, од 4 кг, и блок 2, од 1 кг, приказани на слици, међусобно су постављени и ослоњени на равну, хоризонталну површину. Они су убрзани силом хоризонтална, са модулом једнаким 10 Н, примењена на блок 1 и почиње да клизи по површини са занемарљивим трењем.

а) Одредити правац и смер силе Ф.₁₂ врши блок 1 на блоку 2 и израчунава његов модул.
б) Одредити правац и смер силе Ф.₂₁ који врши блок 2 на блоку 1 и израчунава његов модул.

Погледајте одговор

а) Хоризонтални правац, лево на десно, модул ф₁₂ = 2 Н.
б) Хоризонтални правац, смер здесна налево, модул ф₂₁ = 2 Н.

2) УФМС-2003

Два блока А и Б постављена су на равни, водоравни сто без трења, као што је приказано доле. Хоризонтална сила интензитета Ф примењује се на један од блокова у две ситуације (И и ИИ). Како је маса А већа од масе Б, тачно је рећи да:

а) убрзање блока А је мање од убрзања Б у ситуацији И.
б) убрзање блокова је веће у ситуацији ИИ.
в) контактна сила између блокова је већа у ситуацији И.
г) убрзање блокова је у обе ситуације једнако.
д) сила додира између блокова је иста у обе ситуације.

Погледајте одговор

Алтернатива д: Убрзање блокова је исто у обе ситуације.