Примеры проявления и применения третьего закона Ньютона (окончание)

Сила натяжения нити или троса

Рассмотрим задачу, при решении которой многие допускают ошибки.

РЕШИМ ЗАДАЧУ

Нить тянут за концы в противоположные стороны с силами ₁ и ₂ (рис. 9.7). Равны ли эти силы по модулю, если массой нити можно пренебречь? Чему равна сила натяжения нити, если F₁ = 10 Н?

Рис. 9.7

Решение. Предположим, что силы ₁ и ₂ не равны по модулю, тогда их равнодействующая не равна нулю. Значит, согласно второму закону Ньютона нить приобретет ускорение где m — масса нити.

А теперь обратим внимание на оговорку в условии, выделенную курсивом: именно в ней вся «соль» задачи! Поскольку масса нити пренебрежимо мала, то нить приобрела бы огромное ускорение, если бы равнодействующая не была равна нулю. Поэтому мы можем сделать такой вывод: если к концам нити, массой которой можно пренебречь, приложены противоположно направленные силы, то эти силы равны по модулю.

Силой натяжения нити в таком случае является сила, приложенная к любому концу нити. В данном случае сила натяжения нити равна 10 Н.

Ответ: силы равны по модулю; сила натяжения нити 10 Н.

Распространенными ошибками при решении этой задачи являются ответы 0 и 20 Н. Чтобы эти ошибки стали очевидными, представьте, что один конец нити прикреплен к кольцу, укрепленному в стене. Тогда если тянуть эту нить силой 10 Н, то очевидно, что сила натяжения нити равна ЮН. Но ведь согласно третьему закону Ньютона кольцо при этом «тянет» нить тоже силой 10 Н!

<<< К началу