Внешние и внутренние силы
Внутренние силы действуют между телами, выбранными в одну систему, а внешние силы действуют на систему со стороны тел, не входящих в неё. Поэтому вид силы зависит не только от взаимодействия, но и от того, какие тела включили в систему.
Как различать силы
Сначала мысленно обведите границу системы. Если оба взаимодействующих тела находятся внутри границы, сила внутренняя. Если одно тело внутри системы, а другое снаружи, сила внешняя. Например, для системы «груз и Земля» сила притяжения между ними внутренняя. Для системы «только груз» сила тяжести внешняя, потому что Земля в систему не включена.
Здесь \(M\) — масса системы, а \(\vec{a}_{\text{ц.м.}}\) — ускорение её центра масс. В законах Ньютона учитывают силы, действующие на выбранное тело или систему. Внутренние силы попарно равны по модулю и противоположны по направлению, поэтому их сумма для всей системы равна нулю: они не изменяют движение центра масс системы.
Два человека отталкиваются на льду. Для системы «два человека» силы их взаимодействия внутренние, поэтому центр масс почти не ускоряется. Для системы «первый человек» сила со стороны второго человека внешняя и сообщает первому ускорение.
Внутренняя сила не означает «слабая» или «невидимая». Её статус определяется границами системы. Если добавить взаимодействующее тело в систему, внешняя сила может стать внутренней.
Для системы «автомобиль и прицеп» сила натяжения сцепки является…
Для замкнутой системы, на которую внешние силы не действуют или их равнодействующая равна нулю, центр масс движется равномерно и прямолинейно. Это связано с законом сохранения импульса.
Главное
- Внутренние силы действуют между телами одной системы, внешние — со стороны тел вне системы.
- Классификация силы зависит от выбранной системы тел.
- Для движения центра масс важна равнодействующая внешних сил: \(\sum \vec{F}_{\text{внеш}}=M\vec{a}_{\text{ц.м.}}\).