Третий закон Ньютона. Суперпозиция сил

Цели урока

• Сформулировать третий закон Ньютона и записать его математическое выражение
• Понять, почему силы действия и противодействия не уравновешивают друг друга
• Освоить принцип суперпозиции и научиться находить равнодействующую силу
• Применить оба закона для решения комбинированных задач

Вспоминаем базу: сила и второй закон Ньютона

• Сила — количественная мера взаимодействия тел
• Сила — векторная величина: имеет числовое значение (модуль) и направление
• Второй закон Ньютона: F = ma — ускорение прямо пропорционально силе и обратно пропорционально массе

Третий закон Ньютона

Главное: силы приложены к разным телам

• В опыте с двумя динамометрами оба прибора показывают одинаковое значение — например, 2 Н
• Упругая пластина между тележками одинаково отталкивает обе — они разъезжаются симметрично
• Силы действия и противодействия приложены к РАЗНЫМ телам — поэтому они не могут уравновесить друг друга
• Уравновешиваться могут только силы, приложенные к одному и тому же телу

Принцип суперпозиции сил

Как складывать силы: алгоритм

• Нарисуй все силы на теле в виде векторов с указанием направления
• Силы, направленные вдоль одной прямой: противоположные вычитаются, одинаковые складываются
• Для взаимно перпендикулярных сил используй теорему Пифагора: R = √(F₁² + F₂²)
• Пример: сила тяжести и реакция опоры компенсируют друг друга — остаётся только горизонтальная составляющая

Разбор задачи: санки с трением

• Дано: масса санок m = 10 кг, сила тяги F = 50 Н, сила трения f = 20 Н
• Равнодействующая по принципу суперпозиции: R = 50 − 20 = 30 Н
• Ускорение по второму закону Ньютона: a = R / m = 30 / 10 = 3 м/с²
• По третьему закону Ньютона: санки тянут мальчика назад с той же силой — 50 Н

Третий закон и суперпозиция: сравнение

Домашнее задание

• Базовый уровень: §12 — выучить определения; задача: две силы вдоль одной прямой — 10 Н вправо и 4 Н влево, найти равнодействующую, сделать чертёж
• Продвинутый уровень: §12 + привести в тетради 3 собственных примера третьего закона в быту или технике с рисунками; задача: автомобиль 1,5 т, ускорение 2 м/с², сопротивление 1000 Н…
• Олимпиадный уровень: два бруска 2 кг и 3 кг связаны нитью на гладком столе, к бруску 3 кг — сила 15 Н; найти ускорение системы и натяжение нити, обосновать применение третьего…