Занимательная механика - Перельман Я.И.
Скачать (прямая ссылка):
Сказанное объясняет нам, между прочим, почему трение о неподвижное тело рассматривается в механике как сила, хотя никакого движения оно вызвать не может.
Трение есть сила потому, что оно замедляет движение. Такие силы, которые сами не могут породить движения, а способны лишь замедлять уже возникшее движение (или уравновешивать другие силы), называются «пассивными» в отличие от сил движущих, или активных».
Подчеркнем же еще раз, что тела не стремятся оставаться в покое, а просто остаются в покое. Разница тут та же, что между упорным домоседом, которого трудно извлечь из квартиры, и человеком, случайно находящимся дома, но готовым по малейшему поводу покинуть квартиру. Физические тела по природе своей вовсе не ^домоседы»; напротив, они в высшей степени подвижны, так как достаточно приложить к свободному телу хотя бы самую ничтожную силу, — и оно приходит в движение. Выражение «тело стремится сохранять покой» еще и потому неуместно, что выведенное из состояния покоя тело само собой к нему не возвращается, а напротив, сохраняет навсегда сообщенное ему движение (при отсутствии, конечно, сил, мешающих движению) .
Немалая доля тех недоразумений, которые связаны с законом инерции, обусловлена этим неосторожным словом «стремится», вкравшимся в большинство учебников физики и механики.
Не меньше трудностей для правильного понимания представляет третий закон Ньютона, к рассмотрению которого мы сейчас и переходим.
ДЕЙСТВИЕ И ПРОТИВОДЕЙСТВИЕ
Желая 'Открыть дверь, вы тянете ее за ручку к себе. Мышца вашей руки, сокращаясь, сближает свои концы: она с одинаковой силой влечет дверь и ваше туловище
юдно к другому. В этом случае до наглядности ясно, что между вашим телом и дверью действуют две силы, приложенные одна к двери, другая—ж вашему телу. То же самое, разумеется, происходит и в случае, когда дверь открывается не на вас, а от вас: силы расталкивают дверь и ваше тело.
То, что мы наблюдаем здесь для силы мускульной, верно для всякий силы вообще, независимо от того, какой она природы. Каждое напряжение действует в две противоположные стороны; оно имеет, выражаясь образно, два конца (две силы): один приложен к телу, на которое, как мы говорим, сила действует; другой приложен к телу, которое мы называем действующим. Сказанное принято выражать в механике коротко — слишком коротко для ясного понимания — так: «действие равно нрот и-водействи ю».
Смысл этого закона состоит в том, что все силы природы — силы двойные. В каждом случае проявления действия силы вы должны представлять себе, что где-то в (ином месте имеется другая сила, равная этой, но направленная в противоположную сторону. Эти две силы действуют непременно между двумя точками, стремясь их сблизить или растолкнуть.
Пусть вы рассматриваете (рис. 5) силы /\ QwK, которые действуют на грузик, подвешенный к детскому воз-
П
Рис. 5. Силы (P9 Q, R)1 действующие на грузик детского воздушного шара. Где силы противодействующие?
душному шарику. Тяга P шара, тяга Q веревочки и вес Tv грузика — силы как будто одиночные. Но это лишь
отвлечение от действительности; на самом деле для каждой из трех сил имеется равная ей, но (противоположная по направлению сила. А .именно, сила противоположная силе P — приложена к воздушному шарику (рис. 6, сила F1) ; сила, противоположная силе Q — действует на ру-КУ (Qi) у сила, противоположная силе R—приложена в центре земного шара (сила /?, рис. 6), потому что грузик не только притягивается Землей, но и сам ее притягивает.
Еще одно существенное замечание. Когда мы спрашиваем о величине натяжения веревки, концы которой растягиваются силами в 1 кг, мы спраши-ваем в сущности о цене 10-<копеечной почтовой марки. Ответ содержится в самом вопросе: веревка на-кг. Сказать «веревка растягивается двумя
Рис. 6. Огвст на вопрос предыдущего рисунка: Pj9Q1Ji^—силы противодействующие.
тянута с силой 1 силами в 1 кг» или «веревка подвержена натяжению в 1 кг» — значит выразить буквально одну и ту же мысль.
'ведь другого натяжения в 1 кг быть не может, кроме какого, которое состоит из двух сил, направленных в противоположные стороны. Забывая об этом, впадают нередко в грубые ошибки, примеры которых мы сейчас приведем.
ЗАДАЧА О ДВУХ ЛОШАДЯХ
Две лошади растягивают пружинный безмен с силою 100 кг каждая. Что показывает стрелка безмена?
Решение
Многие отвечают: 100 + 100 = 200 кг. Ответ неверен. Силы по 100 кг, с какими тянут лошади, вызывают,
Рис. 7. Каждая лошадь тянет с силою 100 кг. Сколько показывает
пружинный бевмен?
как мы только что видели, натяжение не в 200, а только в 100 кг.
Поэтому, между прочим, когда магдебургские полушария растягивались 8 лошадьми в одну сторону и 8 в противоположную, то не следует думать, что они растягивались силой 16 лошадей. При отсутствии противодействующих 8 лошадей, остальные 8 не произвели бы на полушария ровно никакого действия. Одну восьмерику лошадей можно было бы заменить просто стеной.
* ЗАДАЧА О
Рис. 8. Которая из лодок причалит раньше?
