Елена Качур - Увлекательная физика

– Ничего себе жук! Знаешь, как сильно он меня в лоб треснул!

– Ты его точно так же «треснул».

– Да ну! Откуда ты знаешь?

– Из третьего закона Ньютона: действие всегда равно противодействию.

– Что же это получается? Выходит, мы с жуком одинаково друг друга стукнули?

– Да, только ты устоял на ногах, а жук свалился в траву.

– Так ему и надо! Нечего на Чевостиков налетать! Ведь заранее было ясно, что я сильнее.

– Ничего подобного. Заранее ясно не было. Физика учит, что судить о силе можно только тогда, когда она проявилась, а проявляется сила только при взаимодействии, например, как это получилось у тебя с жуком: ты с силой подействовал на жука, а жук – на тебя.

Действие всегда равно противодействию

– Дядя Кузя, но тогда получается, что была не одна сила, а две.

– Так и есть! Это очень важное следствие третьего закона Ньютона: силы возникают только парами.

– Понятно. Если ты кого-нибудь ударишь, не удивляйся, что тебе дадут сдачи.

– Чевостик, хоть это и верное утверждение, но оно не имеет отношения к физике. В науке физике сила – это величина. Её можно измерить и сказать, насколько сильно действуют на какое-нибудь тело другие тела. Никакие удары для этого не нужны. Тела могут вообще не прикасаться друг к другу. Сейчас мы проверим, как действует одна очень заметная сила. Твой мячик заскучал. Пора ему снова помочь нам изучать физику. Для этого тебе надо подбросить его вверх.

– Это легко. Мячик, лети! Ух! Еле поймал! Сейчас кину ещё раз, прямо к облакам! А мячик снова вернулся ко мне в руки. Дядя Кузя, почему мяч, как я его ни подбрасываю, всегда падает вниз?

– Из-за силы земного притяжения. Она возвращает твой мяч, не даёт ему улететь в космос.

На Земле эта сила действует на всё. Она удерживает на поверхности планеты нас, дома, деревья, огромные океаны и крошечные песчинки. И знаешь, это именно она заставляет падать вниз всё, что мы бросаем или… роняем.

– Так вот почему книжки с полки упали на пол. Из-за силы земного притяжения!

– Вот ты и нашёл ответ на ещё один свой вопрос.

– Здорово! Только у меня сразу же новый появился. Ты сказал, что все силы появляются парами. А как же сила земного притяжения? Она сама по себе?

– Почему же? Сила земного притяжения тоже не действует в одиночку: Земля притягивает мяч, а он, в свою очередь, притягивает к себе Землю.

– Мой мячик?! Целую Землю?

– Да, только притяжение мяча ни наша планета, ни мы с тобой не замечаем – эта сила слишком мала.

– Тогда откуда ты про неё знаешь?

– Из закона всемирного тяготения. Его тоже открыл Ньютон. Существует легенда, что в этом ему помогло яблоко. Оно упало прямо на учёного, который сидел под яблоней, а он, вместо того чтобы рассердиться, задумался, почему это произошло.

– И что же он надумал?

– Великий физик предположил, что притягивается не только яблоко к Земле или она к нему. Друг к другу притягивается вообще всё на свете. Он назвал это открытие законом всемирного тяготения и решил найти способ, как подсчитать силу притяжения всего ко всему.

– Неужели получилось?

– Конечно. Оказалось, что чем больше масса двух тел, тем сильнее они притягиваются. При расчете силы такого притяжения эти две массы нужно перемножить. Чевостик, а ты знаешь, что такое умножение?

– Конечно, я уже почти всю таблицу умножения выучил! Дядя Кузя, но мне всё-таки непонятно: у мячика же масса совсем маленькая, он такой лёгенький, а к Земле притягивается очень сильно.

– Не забывай, массу мячика надо умножить на массу второго тела – Земли.

– А у целой Земли масса ого-го какая.

– Поэтому и сила притяжения получается немаленькая. Но она может меняться. Чем дальше два тела друг от друга, тем меньше они притягиваются. Поэтому наша Земля испытывает заметное притяжение не ко всем звёздам, а только к самой близкой. Помнишь, как она называется?

– Солнце! Я узнал, что оно звезда, в нашем путешествии. Мы в нём знакомились с увлекательной астрономией. Ещё тогда ты рассказал, что наша планета вращается вокруг Солнца. И вокруг Земли тоже вращается, только не планета, а спутник – Луна.

– У тебя отличная память, Чевостик! А как ты думаешь, почему планеты не улетают от Солнца, а продолжают кружиться вокруг него? Что их держит?

Сила всемирного тяготения удерживает Землю и Луну на своих орбитах

Сила земного притяжения удерживает нас на поверхности планеты

– Кажется, теперь я могу ответить. Сила, которую открыл Ньютон?

– Абсолютно правильно. Сила всемирного тяготения. А сейчас я познакомлю тебя с ещё одной силой. Мы постоянно с ней встречаемся. Она называется сила веса. Или просто вес. Запомни: хотя вес и зависит от массы, но это разные вещи. Вес показывает, насколько сильно предмет действует на опору, на которой он располагается. Это легче понять на примере. Подставь ладошку.

– Вот она.

– Сейчас твоя ладонь станет опорой для камешка.

– Ты просто положил его мне в руку.

– И что ты чувствуешь?

– Ничего особенного. Он немного давит на мою ладонь, камешек совсем лёгкий.

– Теперь возьмём другой камень. Он больше.

– И держать его труднее, он сильно давит на ладонь, наверное, у него вес больше. Положу-ка я его на Землю, пусть он на неё своим весом давит. Дядя Кузя, а вон у того огромного серого камня, который лежит около клумбы, вес наверняка совсем большой. Я его не то что удержать, даже поднять не смогу.

– Чевостик, а я знаю место, где ты с этим легко справишься!

– Фантастика! Не верю. Неужели у меня получится?! Что же это за удивительное место, где я сразу стану силачом? Давай туда перенесёмся. Хоть на минутку!

– Уговорил. Правда, там нет воздуха, нам придётся ходить в специальных защитных костюмах – скафандрах. Но с времяскоком это не проблема. Нажимаю на кнопку доставки. Скафандры прибыли! Надеваем их. Надо надёжно застегнуться. Готов? Старт.