Когда камень падает с определенной высоты над поверхностью Земли, он ускоряется по направлению к центру Земли под действием земного притяжения. По 3-му закону Ньютона камень действует на Землю с такой же силой, но на себя . Так Земля ускоряется к камню, хотя и очень незначительно.
Какую силу камень оказывает на Землю?
Я знаю, что это сила реакции, но что это за сила?
Это тоже гравитация? Или я неправильно понимаю это?
Итак, вы знаете, что гравитационная сила между двумя объектами может быть описана как
Да, сила — это тоже гравитация. Все пары действие-реакция однотипны.
Камень в силу своей массы обладает гравитационной силой, которую он оказывает на любой другой массивный объект во Вселенной, включая, конечно же, Землю!
С фундаментальной точки зрения в земле (или более тяжелом объекте) нет ничего особенного по сравнению с камнем (или более легким объектом). Гравитация — это сила, действующая между массами. Вы также можете увидеть это из закона гравитации:
что полностью симметрично между камнем ( ) и земля ( ). Или, иначе говоря, вы могли бы без проблем сформулировать свой вопрос следующим образом.
Когда земля падает с определенной высоты над поверхностью камня, она ускоряется по направлению к центру камня под действием гравитации камня. Согласно 3-му закону Ньютона, земля действует на камень с такой же силой, но на себя. Так что камень ускоряется к земле,
хотя и очень незначительно. С какой силой земля действует на камень?
Причина, по которой мы обычно думаем, что на камень действует земное притяжение, а не наоборот, хотя обе силы равны по величине, в основном заключается во втором законе Ньютона: . Сила, действующая на легкий камень (маленькая масса), вызовет большое ускорение, а та же сила, действующая на тяжелую землю (большая масса), вызовет крошечное ускорение.
Рассмотрим Землю и падающий камень как одну систему, на которую не действуют внешние силы.
Существуют две внутренние силы: сила, действующая на Землю из-за гравитационного притяжения камня, и сила, действующая на камень из-за гравитационного притяжения Земли.
Эти две силы представляют собой пару действия и противодействия третьего закона Ньютона одного и того же типа (гравитационные) и должны быть равны по величине, но противоположны по направлению.
Поскольку внешних сил нет, центр масс системы Земля и камень не ускоряется, и поэтому, если камень ускоряется по направлению к Земле, Земля должна ускоряться по направлению к камню.
Если масса камня
тогда сила, действующая на камень со стороны Земли, равна
где
есть ускорение свободного падения камня по направлению к Земле.
Если мы предположим
и
тогда сила, действующая на камень со стороны Земли, равна
.
Это сила, действующая на Землю из-за камня, и если масса Земли тогда ускорение Земли равно что является настолько чрезвычайно малой величиной, что ею обычно пренебрегают.
ПиБрейн