Третий закон Ньютона – один из основных законов физики, который гласит: «с каждым действием со стороны тела на другое тело соответственно наступает и равное, но противоположное по направлению действие со стороны этого тела на первое».
Изначально третий закон Ньютона может показаться сложным для понимания, но на самом деле он имеет много практических применений и может быть использован для решения различных задач. Задачи на третий закон Ньютона могут включать взаимодействие между различными телами, такими как автомобили, тела человека и объекты вокруг них.
Для понимания и решения задач на третий закон Ньютона важно знать основные понятия, такие как сила, действующая на тело, и ее противодействие. Понимание этих понятий поможет вам правильно сформулировать уравнения и получить правильные ответы на задачи.
В этой статье мы представим вам несколько примеров задач на третий закон Ньютона и расскажем, как решить их. Мы объясним основные шаги решения и дадим практические советы, которые помогут вам лучше понять третий закон Ньютона и его применение в реальных ситуациях. Приготовьтесь к увлекательному путешествию в мир физики и научитесь применять третий закон Ньютона для решения задач с уверенностью!
Задачи на третий закон Ньютона с решением для 9 класса
Третий закон Ньютона гласит: каждое действие вызывает противоположную по направлению и равную по величине реакцию.
Для того чтобы лучше понять и применить этот закон, рассмотрим несколько примеров задач:
- Задача 1.
-
Тело массой 2 кг помещено на наклонную плоскость, угол наклона которой составляет 30 градусов к горизонту. Сила трения между телом и плоскостью равна 5 Н. Определите силу, с которой тело тянет плоскость.
Решение:
Сила трения между телом и плоскостью направлена вверх по наклонной плоскости и равна силе, с которой тело тянет плоскость. Масса тела равна 2 кг, ускорение свободного падения g принимается равным 9,8 м/с². Угол наклона плоскости составляет 30 градусов.
Сила тяжести тела, направленная вниз по наклонной плоскости, составляет:
$$F_{\text{тяж}}} = m \cdot g = 2 \, \text{кг} \cdot 9,8 \, \text{м/с}^2 = 19,6 \, \text{Н}$$
По третьему закону Ньютона сила тяжести тела равна силе, с которой тело тянет плоскость:
$$F_{\text{тяж}}} = F_{\text{тр}}}$$
Ответ: сила, с которой тело тянет плоскость, равна 19,6 Н.
-
Тело массой 5 кг помещено на наклонную плоскость, угол наклона которой составляет 45 градусов к горизонту. Сила трения между телом и плоскостью равна 10 Н. Определите ускорение тела.
Решение:
Сила трения между телом и плоскостью направлена вверх по наклонной плоскости и равна силе, с которой тело тянет плоскость. Масса тела равна 5 кг, ускорение свободного падения g принимается равным 9,8 м/с². Угол наклона плоскости составляет 45 градусов.
Сила тяжести тела, направленная вниз по наклонной плоскости, составляет:
$$F_{\text{тяж}}} = m \cdot g = 5 \, \text{кг} \cdot 9,8 \, \text{м/с}^2 = 49 \, \text{Н}$$
По третьему закону Ньютона сила тяжести тела равна силе, с которой тело тянет плоскость:
$$F_{\text{тяж}}} = F_{\text{тр}}}$$
Следовательно, сила тяжести равна 10 Н.
Для определения ускорения тела воспользуемся вторым законом Ньютона:
$$F_{\text{рез}}} = m \cdot a$$
Заменяем известные значения:
$$10 \, \text{Н} = 5 \, \text{кг} \cdot a$$
Отсюда:
$$a = \frac{10 \, \text{Н}}{5 \, \text{кг}} = 2 \, \text{м/с}^2$$
Ответ: ускорение тела равно 2 м/с².
-
Тело массой 8 кг помещено на наклонную плоскость, угол наклона которой составляет 60 градусов к горизонту. Сила трения между телом и плоскостью равна 15 Н. Определите силу, с которой тело тянет плоскость.
Решение:
Сила трения между телом и плоскостью направлена вверх по наклонной плоскости и равна силе, с которой тело тянет плоскость. Масса тела равна 8 кг, ускорение свободного падения g принимается равным 9,8 м/с². Угол наклона плоскости составляет 60 градусов.
Сила тяжести тела, направленная вниз по наклонной плоскости, составляет:
$$F_{\text{тяж}}} = m \cdot g = 8 \, \text{кг} \cdot 9,8 \, \text{м/с}^2 = 78,4 \, \text{Н}$$
По третьему закону Ньютона сила тяжести тела равна силе, с которой тело тянет плоскость:
$$F_{\text{тяж}}} = F_{\text{тр}}}$$
Ответ: сила, с которой тело тянет плоскость, равна 78,4 Н.
- Внимательно прочитайте условие задачи и определите, какие объекты взаимодействуют между собой.
- Обозначьте все известные значения и переменные, а также искомую величину.
- Используя третий закон Ньютона, напишите уравнение для равнодействующих сил или уравнение для движения объекта.
- Решите уравнение и найдите значение искомой величины.
- Проверьте полученный ответ на соответствие условию задачи и обозначьте единицы измерения.
Два человека толкают друг друга на лодке. Один человек толкается от
Примеры
Рассмотрим несколько примеров задач на третий закон Ньютона:
| Пример | Решение |
|---|---|
| 1 | Тело массой 2 кг стоит на горизонтальной плоскости. На него действует сила 10 Н вправо. Какая сила действует на поверхность плоскости со стороны тела? |
| 2 | Два тела массой 3 кг и 5 кг соответственно связаны нитью и находятся на горизонтальных плоскостях, так что нитя направлена вертикально вверх. На тело массой 3 кг действует сила тяжести вниз, а на тело массой 5 кг – сила натяжения нити вверх. Найти силу натяжения нити. |
| 3 | Тело массой 1 кг движется по горизонтальной поверхности. На него действует сила трения вперед и сила тяжести вниз. Найти силу трения, если ускорение тела равно 2 м/с². |
Примеры задач с телами разного размера
Пример 1:
На столе лежит большой книжный том, массой 3 кг, и маленький карандаш, массой 0.1 кг. Книга оказывает давление на стол 300 Па. Найти силу, с которой карандаш оказывает давление на стол.
Решение:
Используем третий закон Ньютона, согласно которому сила, с которой одно тело действует на другое, равна по модулю, но противоположна по направлению силе, с которой второе тело действует на первое.
Так как книга и карандаш действуют на стол, можно сказать, что сила, с которой книга оказывает давление на стол, равна по модулю, но противоположна по направлению силе, с которой стол реагирует на книгу.
Тогда сила, с которой карандаш оказывает давление на стол, будет равна 300 Па.
Пример 2:
На столе лежит груз массой 2 кг, который удерживается рукой. Если груз имеет площадь основания 0.01 м², а рука оказывает на груз силу 200 Н, то найти давление, с которым груз действует на стол.
Решение:
Используем третий закон Ньютона, согласно которому сила, с которой одно тело действует на другое, равна по модулю, но противоположна по направлению силе, с которой второе тело действует на первое.
Так как груз и стол действуют друг на друга, сила, с которой груз действует на стол, равна по модулю, но противоположна по направлению силе, с которой стол реагирует на груз.
Так как известны сила и площадь основания груза, можем использовать формулу давления: давление = сила / площадь.
Тогда давление, с которым груз действует на стол, будет равно 200 Н / 0.01 м² = 20000 Па.
Пример 3:
На столе лежат два тела: большой грушевидный груз массой 5 кг и маленький яблочный груз массой 0.2 кг. Если большой груз оказывает давление на стол 4000 Па, то найти давление, с которым маленький груз действует на стол.
Решение:
Используем третий закон Ньютона, согласно которому сила, с которой одно тело действует на другое, равна по модулю, но противоположна по направлению силе, с которой второе тело действует на первое.
Так как грузы действуют на стол, можно сказать, что сила, с которой грузы действуют на стол, равна по модулю, но противоположна по направлению силе, с которой стол реагирует на грузы.
Так как известны масса и давление большого груза, можем использовать формулу давления: давление = сила / площадь. Также известна масса маленького груза.
Для решения задачи нужно найти площадь основания маленького груза. Поэтому нужно использовать формулу давления, но с неизвестной площадью: давление = сила / площадь.
Поскольку два груза оказывают давление на стол, то сумма давлений будет равна давлению от большого груза и от маленького груза. Таким образом, сила, с которой маленький груз действует на стол, будет равна разности давления от обоих грузов.
Таким образом, давление, с которым маленький груз действует на стол, будет равно разности давления от двух грузов: 4000 Па — х Па = (5 кг + 0.2 кг) * х Па, где х — неизвестная площадь основания маленького груза.
Решая это уравнение, мы можем найти давление, с которым маленький груз действует на стол.
Примеры задач с телами на наклонной плоскости
Рассмотрим несколько примеров задач, связанных с телами, движущимися по наклонной плоскости под действием силы трения.
Объяснения
Третий закон Ньютона, или принцип действия и противодействия, утверждает, что каждое действие вызывает противодействие равной силой, но в противоположном направлении. Этот принцип действует во всех ситуациях, где присутствуют взаимодействия между объектами.
Например, представим себе ситуацию, где два человека играют в настольный теннис. Когда игрок ударяет по мячу ракеткой, сила, приложенная к мячу в одном направлении, вызывает равную и противоположную силу, приложенную к ракетке другого игрока.
В другом примере, рассмотрим движение небольшой лодки по реке. Когда человек веслом толкает лодку вперед, сила, приложенная к веслу в одном направлении, вызывает равную и противоположную силу, приложенную к воде. Это позволяет лодке двигаться вперед.
Третий закон Ньютона важен, потому что он позволяет понять, как объекты взаимодействуют друг с другом и как их движение связано с силами, действующими на них. Этот закон помогает предсказать и объяснить различные явления в мире физики.
Интуитивное объяснение третьего закона Ньютона
Третий закон Ньютона гласит: «Каждое действие вызывает противодействие, равное по величине, но противоположное по направлению». Это означает, что если одно тело оказывает силу на другое тело, то второе тело также оказывает силу на первое тело, и эти силы всегда равны по модулю, но направлены в противоположные стороны.
Этот закон можно объяснить интуитивно на примере двух тел, которые взаимодействуют друг с другом. Давайте представим, что у нас есть два магнита с противоположными полюсами, которые мы приближаем друг к другу. Когда мы приближаем магниты, они начинают притягиваться друг к другу. Но почему это происходит?
Приближая магниты друг к другу, мы на самом деле оказываем силу на первый магнит. Эта сила вызывает противодействие со стороны второго магнита, который оказывает такую же силу на первый магнит, но в противоположном направлении. Поэтому они притягиваются друг к другу.
Теперь давайте проанализируем ситуацию, когда мы отдвигаем магниты друг от друга. Когда мы отдаляем магниты, мы снова оказываем силу на первый магнит. Но в этот раз второй магнит оказывает силу на первый магнит в противоположном направлении. Эта сила противодействия превышает силу, которую мы оказываем на первый магнит, и именно поэтому они отталкиваются друг от друга.
Таким образом, третий закон Ньютона объясняет, что каждое действие вызывает противодействие. Силы, которые возникают при взаимодействии тел, всегда равны по модулю, но противоположны по направлению. Это явление проявляется во многих ситуациях в нашей повседневной жизни, и понимание этого закона помогает объяснить множество явлений, от притяжения и отталкивания магнитов до движения автомобилей и падения предметов.
Решение для 9 класса
При решении задач на третий закон Ньютона в 9 классе, необходимо учитывать следующие шаги:
Давайте рассмотрим пример решения задачи на третий закон Ньютона:
Условие задачи: На груз массой 10 кг действует сила тяжести, равная 100 Н. Определите силу реакции опоры и ускорение груза.
Решение:
| Величина | Обозначение | Значение | Единицы измерения |
|---|---|---|---|
| Масса груза | m | 10 | кг |
| Сила тяжести | Fтяж | 100 | Н |
| Сила реакции опоры | Fреак | ? | Н |
| Ускорение груза | a | ? | м/с² |
Запишем уравнение для равнодействующих сил:
Fтяж + Fреак = m * a
Подставим известные значения:
100 + Fреак = 10 * a
Решим уравнение относительно Fреак:
Fреак = 10 * a — 100
Теперь найдем ускорение груза. Для этого воспользуемся вторым законом Ньютона:
Fтяж = m * a
Подставим известные значения:
100 = 10 * a
Решим уравнение относительно a:
a = 100 / 10
a = 10 м/с²
Теперь найдем силу реакции опоры:
Fреак = 10 * a — 100
Fреак = 10 * 10 — 100
Fреак = 100 — 100
Fреак = 0 Н
Ответ: сила реакции опоры равна 0 Н, ускорение груза равно 10 м/с².
Шаги решения задач третьего закона Ньютона
Решение задач третьего закона Ньютона включает несколько шагов:
Шаг 1: Внимательно прочитайте условие задачи и определите, какие объекты взаимодействуют. Убедитесь, что вы понимаете, какие действия происходят и какие силы действуют на эти объекты.
Шаг 2: Определите, какие объекты являются системой в данной задаче. Это может быть один объект или несколько объектов, взаимодействующих между собой. Выделите эти объекты и обозначьте их символами или буквами.
Шаг 3: Определите направления сил, действующих на каждый объект системы. Учтите, что силы, действующие на каждый объект, будут равны по величине и противоположны по направлению в соответствии с третьим законом Ньютона.
Шаг 4: Запишите третий закон Ньютона для всех пар взаимодействующих объектов.
Шаг 5: Решите уравнения, полученные в результате записи закона Ньютона. Используйте алгебру и математические операции для нахождения решения.
Следуя этим шагам, вы сможете решить задачи, связанные с третьим законом Ньютона, и лучше понять взаимодействие объектов в физике.
Использование системы координат в решении задач
При решении задач на третий закон Ньютона, часто необходимо использовать систему координат. Система координат представляет собой удобный инструмент для описания и анализа движения тел в пространстве.
Система координат состоит из осей, которые пересекаются в точке, называемой началом координат. Обычно оси обозначаются буквами x, y и z.
Ось x является горизонтальной осью и указывает направление движения вперед/назад или вправо/влево. Ось y является вертикальной осью и указывает направление движения вверх/вниз. Ось z указывает направление движения вперед/назад или вверх/вниз (в случае трехмерной системы координат).
Координаты точек обозначаются числами (x, y) или (x, y, z). Положительные значения координаты указывают направление движения по соответствующей оси, а отрицательные значения — противоположное направление.
Использование системы координат позволяет удобно определить положение и перемещение тел в пространстве. В задачах на третий закон Ньютона, зная координаты начального и конечного положений тел, а также другую необходимую информацию, можно определить направление и величину силы, действующей на тело.
Чтобы корректно использовать систему координат в решении задач, необходимо правильно выбрать направления осей и определить начало координат. Также следует учитывать единицы измерения, чтобы получить правильные значения координат и силы.
Использование системы координат в решении задач на третий закон Ньютона поможет вам более точно и понятно анализировать и объяснять взаимодействие тел и действие сил на них.
Вопрос-ответ:
Что такое третий закон Ньютона?
Третий закон Ньютона утверждает, что если одно тело оказывает на другое тело силу, то второе тело оказывает на первое тело силу равной по модулю, но противоположную по направлению. То есть, если тело A действует с силой на тело B, то тело B действует на тело A силой равной, но направленной в противоположную сторону.
Какие задачи можно решить, используя третий закон Ньютона?
С помощью третьего закона Ньютона можно решать задачи, связанные с взаимодействием двух тел. Такие задачи могут включать столкновения, тяготение, трение и другие силы, действующие на тела.