Разделы 
Дополнительно
Задача по физике - 11277
2019-11-13 
Рассмотрим два бруска с массами $M_{1}$ и $M_{2}$, покоящиеся на горизонтальной идеально гладкой поверхности (рис.). Приложим к левому бруску силу $F$, которая через него будет действовать и на правый брусок. По третьему закону Ньютона второй брусок должен действовать на первый с равной по величине и противоположно направленной силой - $F$. Поскольку трение отсутствует (поверхность идеально гладкая), результирующая сила $R$, действующая на левый брусок, равна сумме приложенной силы $F$ и силы реакции - $F$ второго бруска:
$R = F + (-F) = 0$.
Откуда ускорение левого бруска
$a_{1} = \frac{R}{M_{1} } = 0$.
Таким образом, как бы ни была велика сила $F$, она никогда не сдвинет с места брусок $M_{1}$?!
Решение:
Ошибочность приведенного в тексте задачи рассуждения заключается в необоснованности предположения, что сила $F$ передается через брусок $M_{1}$ полностью бруску $M_{2}$. Это совершенно не вытекает из законов механики. Разумнее предположить, что на брусок $M_{2}$ действует какая-то другая сила $F^{ \prime} \neq F$. Тогда к бруску $M_{1}$ будет приложена сила $R = F-F^{ \prime}$. После этого второй закон Ньютона дает:
$a_{1} = \frac{F-F^{ \prime} }{m}$ и $a_{2} = \frac{F^{ \prime} }{M_{2} }$.
Поскольку бруски постоянно соприкасаются, их ускорения должны быть равными
$a_{1} =a_{2} = a$,
то есть
$\frac{F-F^{ \prime}}{M_{1}} = \frac{F^{ \prime}}{M_{2} }$.
Отсюда видно, что
$F^{ \prime} = \frac{M_{2} }{M_{1} + M_{2} }F$.
Таким образом, к бруску $M_{2}$ приложена не вся сила $F$, а только $\frac{M_{2} }{M_{1} + M_{2} }$ - я часть ее. Подставляя значение $F^{ \prime}$ в любое выражение для ускорения (проще во второе), получаем:
$a = \frac{F}{M_{1} + M_{2} }$.
Этот же результат получается, если просто разделить приложенную силу на общую Массу обоих брусков.
Рассмотрим два бруска с массами $M_{1}$ и $M_{2}$, покоящиеся на горизонтальной идеально гладкой поверхности (рис.). Приложим к левому бруску силу $F$, которая через него будет действовать и на правый брусок. По третьему закону Ньютона второй брусок должен действовать на первый с равной по величине и противоположно направленной силой - $F$. Поскольку трение отсутствует (поверхность идеально гладкая), результирующая сила $R$, действующая на левый брусок, равна сумме приложенной силы $F$ и силы реакции - $F$ второго бруска:
$R = F + (-F) = 0$.
Откуда ускорение левого бруска
$a_{1} = \frac{R}{M_{1} } = 0$.
Таким образом, как бы ни была велика сила $F$, она никогда не сдвинет с места брусок $M_{1}$?!
Решение:
Ошибочность приведенного в тексте задачи рассуждения заключается в необоснованности предположения, что сила $F$ передается через брусок $M_{1}$ полностью бруску $M_{2}$. Это совершенно не вытекает из законов механики. Разумнее предположить, что на брусок $M_{2}$ действует какая-то другая сила $F^{ \prime} \neq F$. Тогда к бруску $M_{1}$ будет приложена сила $R = F-F^{ \prime}$. После этого второй закон Ньютона дает:
$a_{1} = \frac{F-F^{ \prime} }{m}$ и $a_{2} = \frac{F^{ \prime} }{M_{2} }$.
Поскольку бруски постоянно соприкасаются, их ускорения должны быть равными
$a_{1} =a_{2} = a$,
то есть
$\frac{F-F^{ \prime}}{M_{1}} = \frac{F^{ \prime}}{M_{2} }$.
Отсюда видно, что
$F^{ \prime} = \frac{M_{2} }{M_{1} + M_{2} }F$.
Таким образом, к бруску $M_{2}$ приложена не вся сила $F$, а только $\frac{M_{2} }{M_{1} + M_{2} }$ - я часть ее. Подставляя значение $F^{ \prime}$ в любое выражение для ускорения (проще во второе), получаем:
$a = \frac{F}{M_{1} + M_{2} }$.
Этот же результат получается, если просто разделить приложенную силу на общую Массу обоих брусков.
