«Физика для любознательных. Том 1. Материя. Движение. Сила»

Гл. 26 («Энергия») входит в т. 2 настоящего издания.

Предположим, вы стоите на роликовых коньках и я толкаю вас кулаком в живот с силой 100 ньютон. Пока вы движетесь с ускорением, это будет причинять вам боль. В то же время ваше противодействие или ответный толчок действует на меня, а не на вас, и мой кулак почувствует приложенное к нему ответное толкающее усилие 100 ньютон. Если я стою на роликовых коньках, то я тоже буду двигаться с ускорением, направленным в противоположную сторону.

«Ложные доказательства». Иногда можно встретиться с таким доказательством (фиг. 212).

«У меня на ладони лежит книга. Поскольку книга находится в состоянии покоя, я действую на нее с силой, направленной вверх и в точности равной силе, с которой книга давит на мою руку вниз». Последняя фраза утверждает, что действие равно противодействию; но предыдущая фраза, выделенная курсивом, вообще не содержит никакого утверждения. Тут две ошибки:

А) На книгу действует только одна из двух сил, о которых говорилось выше, а именно сила реакции моей руки Р, направленная вверх. На книгу действует еще одна совершенно независимая от других сила — притяжение Земли W. Если книга находится в состоянии покоя, то мы считаем, что Р = —W (первый закон Ньютона). Но это не убеждает нас в том, что Р = —Q, где Q — направленная вниз сила давления книги на мою руку (третий закон Ньютона).

Б) Книга вовсе не обязательно должна покоиться. Она может двигаться с ускорением. Если я опускаю руку с ускорением, направленным вниз, то при этом я уменьшаю силу Р. Значит, силы Р и W, приложенные к книге, уже не уравновешиваются. Тем не менее мы считаем, что действие и противодействие сил рука — книга, т. е. силы Р и Q, по-прежнему равны и противоположны друг другу, хотя наше убеждение не основано на приведенном ошибочном доказательстве.

Количество движения — это вектор, обладающий величиной и направлением. Поскольку произведение (сила)∙(время) дает изменение количества движения, то количество движения должно подчиняться правилу сложения векторов точно так же, как и сила. Начертите оба вектора количества движения (они перпендикулярны друг другу) и, воспользовавшись этим построением, найдите сумму.

Треугольники со сторонами, пропорциональными числам 3, 4, 5, — это прямоугольные треугольники.

Гл. 22 («Исаак Ньютон») входит в т. 2 настоящего издания.