Естественные науки
в каких ситуациях не действует третий закон ньютона
может ли случиться так, что в изолированной системе из двух материальных точек внутренние силы не удовлетворяют третьему закону ньютона тоесть f12 не равно -f21? ответ обоснуйте
Да, может. В рамках третьего закона Ньютона предполагается, что скорость распространения взаимодействия является бесконечной. В Максвелловской электродинамике же, например, скорость распространения взаимодействия равна с. Потому, если рассмотреть силы, действующие на два элемента тока со стороны друг друга, то получится, что они друг другу не равны.
3-й закон действует всегда
как и 2-й закон, как и закон сохранения импульса, из которых они по сути и вышли.
если очень глубоко вдуматься - 2-й и 3-й законы не могут не действовать, так как они фактически ОПРЕДЕЛЕНИЕ понятия силы.
как и 2-й закон, как и закон сохранения импульса, из которых они по сути и вышли.
если очень глубоко вдуматься - 2-й и 3-й законы не могут не действовать, так как они фактически ОПРЕДЕЛЕНИЕ понятия силы.
Дело в том, что если определять третий закон Ньютона для двух тел в виде
F(ij) + F(ji) = 0, (0)
то он выполняется далеко не всегда, так как он представляет взаимодействие двух тел замкнутой системы без учета взаимодействия тел с собственными полями.
Например, можно рассмотреть взаимодействие двух движущихся электрических зарядов q1, q2. Их скорости V1, V2 направлены произвольно относительно друг друга. Силы, действующие со стороны одного заряда на другой, можно представить в виде двух компонент силы Лоренца - электрической и магнитной:
F12 = Fe(12) + q2*[B1, V2] .
F21 = Fe(21) + q1*[B2, V1] .
Если первые слагаемые в сумме равны нулю, так как определены как F12 = -F21, то вторые в сумме нулю не равны, так как определяются как перпендикулярные векторам скоростей (которые вовсе не обязательно параллельны) . Очевидно тогда, что для двух зарядов
F12 ≠ -F21.
Если же представить третий закон через закон сохранения импульса, станет очевидно, что векторная сумма импульсов двух зарядов также нулю не равна. Но в таком представлении не учитывается то, что заряды взаимодействуют не только друг с другом, но и с электромагнитным полем друг друга. А поле тоже обладает импульсом, который распределен непрерывно по всему пространству, в котором локализовано поле. Импульс такого поля (в данном случае) равен
p(поля. ) = [E, B]/c²*μo. (1)
Таким образом, если учесть взаимодействие зарядов не только друг с другом, но и с полем, получится, что импульс системы заряд 1 - заряд 2 изменяется на ту же величину, что и импульс поля этих зарядов, но с противоположным знаком. Таким образом, суммарный импульс сохраняется.
Ответ на Ваш вопрос можно обобщить, если рассмотреть (1). В нем величина c² - скорость распространения электромагнитного взаимодействия, которая имеет постоянное конечное значение. Если положить c² -> ∞, получится, что p(поля. ) -> 0 и тогда третий закон Ньютона в формулировке (0) для системы заряд 1 - заряд 2 выполняется.
Отсюда очевидно следует, что невыполнение закона Ньютона в формулировке (0) обусловлена релятивистскими свойствами пространства-времени.
F(ij) + F(ji) = 0, (0)
то он выполняется далеко не всегда, так как он представляет взаимодействие двух тел замкнутой системы без учета взаимодействия тел с собственными полями.
Например, можно рассмотреть взаимодействие двух движущихся электрических зарядов q1, q2. Их скорости V1, V2 направлены произвольно относительно друг друга. Силы, действующие со стороны одного заряда на другой, можно представить в виде двух компонент силы Лоренца - электрической и магнитной:
F12 = Fe(12) + q2*[B1, V2] .
F21 = Fe(21) + q1*[B2, V1] .
Если первые слагаемые в сумме равны нулю, так как определены как F12 = -F21, то вторые в сумме нулю не равны, так как определяются как перпендикулярные векторам скоростей (которые вовсе не обязательно параллельны) . Очевидно тогда, что для двух зарядов
F12 ≠ -F21.
Если же представить третий закон через закон сохранения импульса, станет очевидно, что векторная сумма импульсов двух зарядов также нулю не равна. Но в таком представлении не учитывается то, что заряды взаимодействуют не только друг с другом, но и с электромагнитным полем друг друга. А поле тоже обладает импульсом, который распределен непрерывно по всему пространству, в котором локализовано поле. Импульс такого поля (в данном случае) равен
p(поля. ) = [E, B]/c²*μo. (1)
Таким образом, если учесть взаимодействие зарядов не только друг с другом, но и с полем, получится, что импульс системы заряд 1 - заряд 2 изменяется на ту же величину, что и импульс поля этих зарядов, но с противоположным знаком. Таким образом, суммарный импульс сохраняется.
Ответ на Ваш вопрос можно обобщить, если рассмотреть (1). В нем величина c² - скорость распространения электромагнитного взаимодействия, которая имеет постоянное конечное значение. Если положить c² -> ∞, получится, что p(поля. ) -> 0 и тогда третий закон Ньютона в формулировке (0) для системы заряд 1 - заряд 2 выполняется.
Отсюда очевидно следует, что невыполнение закона Ньютона в формулировке (0) обусловлена релятивистскими свойствами пространства-времени.
Похожие вопросы
- Третий закон Ньютона. Почему противодействие сил не создаёт сопротивление?
- Принято считать, что Земля и планеты вращаются вокруг Солнца. Третий закон Ньютона гласит "Действие равно противодейств
- Приведите примеры проявления третьего закона Ньютона? Приведите примеры проявления третьего закона Ньютона?
- Третий закон Ньютона
- Третий закон Ньютона. Пример непростой)
- Вопрос про третий закон Ньютона (немного глупый)
- Вопрос про Третий закон Ньютона
- Третий закон Ньютона. Разбор полетов продолжается.
- США испытали в космосе электромагнитный двигатель EM Drive,который нарушает третий закон Ньютона, а чем может удивить РФ?
- если по третьему закону Ньютона на любое действие есть противодействие