Внутренние силы системы
Внутренние силы системы — это силы взаимодействия между телами, которые кіреді в одну выбранную систему тел. Они возникают попарно и подчиняются третьему закону Ньютона.
Если система состоит из нескольких тел, каждое внутреннее взаимодействие входит в расчёт сил, действующих на отдельные тела. Для пары тел силы равны по модулю, противоположны по направлению и приложены к разным телам. Поэтому во всей системе внутренние силы взаимно компенсируются при нахождении равнодействующей для системы в целом.
Здесь \(\vec{F}_{12}\) — сила, с которой первое тело действует на второе, а \(\vec{F}_{21}\) — сила действия второго тела на первое. В результате сумма всех внутренних сил системы равна нулю: они не изменяют импульс системы, если внешние силы отсутствуют.
Два груза соединены нитью и движутся по гладкой горизонтальной поверхности. Сила натяжения нити действует на каждый груз: на первый — в одну сторону, на второй — в противоположную. Для системы из двух грузов это внутренние силы, поэтому при расчёте движения всей системы они сокращаются. Но при расчёте движения одного груза сила натяжения обязательно учитывается.
Внешние и внутренние силы различаются не природой силы, а выбором системы. Например, сила тяжести Земли на тело является внешней для системы «тело», но может стать внутренней для системы «тело + Земля». Внутренние силы также не всегда можно не учитывать: для отдельного тела они влияют на его ускорение.
Какой пример является внутренней силой для системы «автомобиль + прицеп»?
При решении задач сначала уточняют границы системы, а затем разделяют силы на внутренние и внешние. Это особенно важно при применении законов Ньютона и закона сохранения импульса. Вопрос о полном покое или движении системы рассматривается на странице равновесие системы тел.
Главное
- Внутренние силы действуют между телами одной системы.
- Для каждой пары внутренних сил выполняется \(\vec{F}_{12}=-\vec{F}_{21}\); их сумма для всей системы равна нулю.
- Классификация силы зависит от выбранной системы: одна и та же сила может быть внутренней или внешней.