ГДЗ по физике, 9 класс, Перышкин, номер 13.4: Третий закон Ньютона

План решения:

Для выполнения задания необходимо вспомнить основные виды сил в механике: гравитационные (силы тяжести), электромагнитные (силы упругости, трения, нормального давления) и ядерные (в школьном курсе физики 9 класса обычно рассматриваются первые два типа). Третий закон Ньютона гласит, что силы взаимодействия двух тел равны по модулю и противоположны по направлению. Нам нужно подобрать такие пары тел, где эти силы имеют разную природу.

Вычисление и анализ примеров:

Рассмотрим несколько типичных ситуаций из повседневной жизни и лабораторных работ:

• Пример 1: Книга лежит на столе.
  Книга давит на стол с силой F₁, которая имеет электромагнитную природу (это сила упругости или нормального давления, возникающая при деформации атомных оболочек).
  Стол давит на книгу с силой реакции опоры F₂. Эта сила также имеет электромагнитную природу.
  Вывод: В этом случае природы сил одинаковы. Этот пример не подходит под условие «различной природы», если строго требовать различия. Однако часто в задачах путают силу тяжести и силу упругости. Давайте найдем пару, где природа точно разная.
• Пример 2: Земля притягивает камень.
  Земля действует на камень с силой тяжести P=mg. Природа этой силы — гравитационная .
  Камень действует на Землю с такой же по модулю силой P′. Природа этой силы тоже гравитационная .
  Вывод: Здесь природы сил одинаковы.
• Пример 3: Подвешенный груз на нити.
  Груз тянет нить вниз с силой упругости (натяжения). Природа — электромагнитная .
  Нить тянет груз вверх с силой натяжения. Природа — электромагнитная .
• Ключевой момент понимания вопроса:
  Часто ученики путают пару сил действия и противодействия (третий закон Ньютона) с силами, действующими на одно тело .
  Например, когда книга лежит на столе, на неё действуют две силы: сила тяжести (гравитация) и реакция опоры (электромагнетизм). Но это силы, действующие на одно тело, они уравновешены (первый закон Ньютона), но не являются парой «действие-противодействие».
  Третий закон связывает силу, которую тело А прикладывает к телу Б, и силу, которую тело Б прикладывает к телу А. Эти две силы всегда имеют одинаковую природу .

Проверка и итоговый ответ:

Если внимательно прочитать формулировку «Приведите примеры взаимодействия двух тел силами различной природы», то возникает противоречие с фундаментальным законом физики. Согласно третьему закону Ньютона, силы взаимодействия двух тел всегда имеют одну и ту же природу. Если тело А притягивает тело Б гравитацией, то и тело Б притягивает тело А гравитацией. Если тело А толкает тело Б электромагнитными силами (упругость/контакт), то и тело Б толкает тело А электромагнитными силами.

Однако, иногда в учебниках под «взаимодействием» могут подразумевать ситуацию, где участвуют разные тела и разные типы связей, либо вопрос составлен с ловушкой для проверки понимания того, что таких примеров не существует в рамках классической механики для прямой пары сил действия-противодействия.

Но есть нюанс: можно рассмотреть систему из трех тел или сложное взаимодействие? Нет, закон говорит о паре.

Вероятно, в задании подразумевается сравнение сил, действующих на одно тело со стороны разных других тел, или же это вопрос на внимательность. Если же трактовать буквально «взаимодействие двух тел», то правильный физический ответ: Таких примеров не существует , так как силы взаимодействия двух тел всегда имеют одинаковую природу.

Однако, если предположить, что автор учебника допустил неточность и имел в виду «приведите примеры, где на тело действуют силы разной природы», то это другое задание. Но мы решаем строго по тексту.

Давайте еще раз перечитаем: «взаимодействия двух тел силами различной природы». Это невозможно. Сила F_AB и сила F_BA всегда одной природы.

Возможная интерпретация ошибки в условии: Может быть, имеется в виду взаимодействие, где участвуют электрические и магнитные силы? Например, движущийся заряд создает магнитное поле, которое действует на другой заряд. Но это все равно электромагнитная природа.

Итак, наиболее грамотный ответ для 9 класса, демонстрирующий глубокое понимание темы §13: Примеров взаимодействия двух тел силами различной природы привести нельзя, так как согласно третьему закону Ньютона, силы взаимодействия двух тел всегда имеют одинаковую природу.