Бывают случаи, — в практике нередкие, — когда как действующая, так и противодействующая силы приложены в разных местах одного и того же тела. Мускульное напряжение или давление пара в цилиндре паровоза представляет примеры таких сил, называемых «внутренними». Особенность их та, что они могут изменять взаимное расположение частей тела, насколько это допускает связь частей, но никак не могут сообщить всем частям тела одно общее движение. При выстреле из ружья пороховые газы, действуя в одну сторону, выбрасывают пулю вперёд. В то же время давление пороховых газов, направленное в противоположную сторону, сообщает ружью движение назад. Двигать вперёд и пулю и ружьё давление пороховых газов, как сила внутренняя, не может. Но если внутренние силы неспособны перемещать всё тело, то как же движется пешеход? Как движется паровоз? Сказать, что пешеходу помогает трение ног о землю, а паровозу трение колёс о рельсы, — не значит ещё разрешить загадку. Трение, конечно, совершенно необходимо для движения пешехода и паровоза: известно, что нельзя ходить по очень скользкому льду («как корова на льду», говорит распространённая поговорка) и что паровоз, находясь на скользких рельсах (например, при обледенении), «буксует»; это значит, что колеса паровоза вертятся, но паровоз с места не двигается. Каким же образом трение, которое, как мы видели (стр. 23), замедляет существующее движение, может помочь пешеходу или паровозу сдвинуться с места? Загадка разрешается довольно просто. Две внутренние силы, действуя одновременно, не могут сообщить телу движения, так как эти силы лишь сближают или раздвигают отдельные части тела. Но что будет, если некоторая третья сила уравновесит или ослабит действие одной из двух внутренних сил? Тогда ничто не помешает другой внутренней силе двигать тело. Рис. 9. Сила трения F3 делает возможной ходьбу. Трение и есть та третья сила, которая ослабляет действие одной из внутренних сил и тем даёт возможность другой силе двигать тело. Представьте себе, что вы стоите на очень гладкой поверхности, например на льду, и хотите сдвинуться с места. Вы делаете усилие, чтобы занести правую ногу вперёд. Между отдельными частями вашего тела начинают действовать внутренние силы, подчиняющиеся закону равенства действия и противодействия. Этих сил много, но действие их будет приблизительно такое же, как если бы на ваши ноги действовали только две силы, из которых одна F1 толкает правую ногу вперёд, а другая F2, равная и противоположная первой, толкает левую ногу назад. Результатом действия этих сил будет только то, что обе ваши ноги подвинутся: одна вперёд, другая назад, ваше же тело или, лучше сказать, его центр тяжести останется на месте. Иначе будет обстоять дело, если левая нога опирается на шероховатую поверхность (лёд под ногой посыпан песком). Тогда сила F2, действующая на левую ногу, уравновесится (полностью или частично) силой трения F3, действующей на подошву левой ноги, а сила F1 приложенная к правой Ноге, подвинет её вперёд, и центр тяжести всего тела также переместится вперёд. Практически при ходьбе мы, занося одну ногу вперёд, приподнимаем её и тем устраняем трение между этой ногой и полом, в то время как на вторую ногу действует сила трения, которая препятствует скольжению этой ноги назад. С паровозом дело обстоит несколько сложнее, но и тут вопрос сводится к тому, что сила трения, приложенная к ведущим колёсам паровоза, уравновешивает одну из внутренних сил, давая тем самым возможность другой силе двигать паровоз.
Ви переглядаєте статтю (реферат): «Загадка пешехода и паровоза» з дисципліни «Основні закони механіки»
