32.Третій закон Ньютона.

Я кщо дві людини стануть на візки (рис. 16) і одна з них за мотуз тягтиме до себе другу, то обидва візки рухатимуться один до одного. Можна, розрізавши посередині мотузку, з'єднати кінці динамометром, щоб визначити величину сили, яка рухає візки. Через те, що рухаються обидва візки назустріч один одному, ми можемо зробити висновок, що і на той, і на той візок діють рівні і протилежно напрямлені сили. Стискуючи рукою пружину, ми виразно відчуваємо силу, з якою пружина тисне на нашу руку. Можна визначити силу, з якою притягається до магніта залізний гвіздок, якщо до гвіздка причепленого до шальки терезів, піднести магніт. Виявляється, що з такою силою при тій самій відстані притягається до гвіздка і магніт, у чому можна пересвідчитися, підносячи до магніта, причепленого до шальки, гвіздка.

У всіх випадках, коли одне тіло діє на друге, воно натрапляє на рівну протидію другого тіла.

Третій закон руху Ньютон сформулював так: дії двох тіл одне на одне завжди рівні і протилежні напрямом.

Стрибаючи з трампліна, людина відштовхує від себе трамплін, наслідком чого вона сама підіймається вище від трампліна. Можна помітити, що під час стрибка з трампліна вільний кінець трампліна рухається вниз, а людина підіймається вгору. Так само при злітанні птаха з тонкої гілки птах злітає вгору, а гілка відштовхується вниз.

Н а легкому візку укріплена похило скляна пробірка (рис. 17). У цю пробірку налито трохи води, отвір її закрито пробкою. Якщо, запалюючи під пробіркою вату з спиртом, ми доведемо воду до кипіння, то утворювана пара виштовхне пробку, при чому пробка летить в один бік, а сам візок відкочується в другий бік.

У більшому масштабі таке явище — «відбій» — буває при леті ракети, при пострілі з гармати, гвинтівки або кулемета.

У кулеметах відбій використовується для перезаряджання кулемета. Спеціальний кожух, стримуваний пружиною, при відбої відскакує назад і при цьому русі викидає вистрілену гільзу, вкладає новий патрон і зводить курок. Стиснена пружина після відбою повертає кожух на старе місце.

При дії одного тіла на інше, на кожне з них діє сила. Ці сили дорівнюють одна одній, спрямовані в протилежні боки до різних тіл. Ці дві сили не можна замінити однією силою.

Рухи тіл, що постають при їх взаємодії, неоднакові, Снаряд з гармати вилітає з набагато більшою швидкістю, ніж швидкість відкоту гармати.

Повторимо дослід з візками, при чому нехай на один візок стане одна людина, а на другий — дві людини. У цьому випадку візки також рухаються один до одного. Та візок з двома людьми рухається повільніше, ніж візок з однією людиною.

За третім законом Ньютона сили взаємодії візків рівні; час дії одного візка на другий однаковий, Отже, імпульси сил, що діють на кожний візок, рівні.

Імпульс сили, що діє на перший візок: , де m₁ — маса першого візка і v₁ — набута швидкість.

Імпульс сили, що діє на другий візок: Імпульси ці рівні, отже;

Або

Швидкості, набуті тілами, між якими відбувається взаємодія обернено пропорціональні до мас цих тіл.

П окладемо на візки довгу дошку (рис. 18) і спробуємо пробігти цією дошкою, І візки, і людина, що біжить, дістають однакові імпульси, але через те, що маса людини далеко більша від маси візка, можна помітити, як під ногами швидко пересуваються візки, а сама людина майже не пересувається відносно позначеної на стіні риски. Але тільки стане на дошку ще одна людина, як ми помітимо, що та людина, яка біжить, і дошка з другою нерухомою людиною починають переміщуватись в протилежні боки відносно риси, поміченої на стіні.

Через те ж, що , то .

Прискорення обернено пропорційне до мас взаємодіючих тіл.

На підставі третього закону Ньютона маємо, що притягання тіл під впливом сили ваги — взаємне. Не тільки Земля притягує камінь, надаючи йому прискорення g , але й камінь притягує Землю з силою рівною вазі каменя; при цьому він надає Землі прискорення a , менше від прискорення g у стільки разів, у скільки маса Землі більша від маси каменя.

Запитання та вправи.

1. У чому полягає третій закон Ньютона?

2. Подати приклади, що ілюструють третій закон Ньютона.

3. Яка залежність між масами взаємодіючих тіл і швидкостями цих тіл?

4. Ракета, що важить 300 г, підіймається на висоту 100 м. Визначити швидкість виходу газів з ракети, вважаючи, що вибух стався миттю. Вага заряду 40 г.