Номер 361, страница 84 - гдз по физике 9 класс сборник задач Исаченкова, Дорофейчик

Этот вопрос касается правильного применения третьего закона Ньютона и анализа сил, действующих на систему тел. Кажущийся парадокс возникает из-за неверного предположения о том, какие силы следует учитывать для определения равновесия весов.

Давайте разберемся, какие силы действуют и к каким телам они приложены:

• Сила $\vec{P}$ — это сила, с которой гиря действует на чашу весов (ее называют весом гири). Эта сила приложена к чаше весов.
• Сила $\vec{F}$ — это сила упругости (реакции опоры), с которой чаша весов действует на гирю. Эта сила приложена к гире.

Согласно третьему закону Ньютона, эти две силы действительно образуют пару «действие-противодействие». Они равны по модулю ($P = F$) и направлены в противоположные стороны ($\vec{P} = -\vec{F}$).

Ключевой момент заключается в том, что для определения, находится ли объект в равновесии, необходимо рассматривать сумму всех сил, приложенных именно к этому объекту.

1. Рассмотрим весы. Равновесие весов нарушается потому, что на их чашу начинает действовать внешняя сила $\vec{P}$. Эта сила создает вращающий момент, который выводит коромысло весов из положения равновесия. Сила $\vec{F}$ на весы не действует, поэтому она не может скомпенсировать силу $\vec{P}$ в уравнении для весов.

2. Рассмотрим гирю. На гирю действуют две силы: сила тяжести, направленная вниз, и сила реакции опоры $\vec{F}$, направленная вверх. Поскольку гиря находится в покое, эти две силы уравновешивают друг друга. Сила $\vec{P}$ на гирю не действует.

Таким образом, силы $\vec{P}$ и $\vec{F}$ не могут скомпенсировать друг друга, потому что они приложены к разным телам. Нельзя складывать силу, действующую на весы, с силой, действующей на гирю, и ожидать, что их сумма будет равна нулю и вся система останется в равновесии.

Ответ: Равновесие весов нарушается, потому что на чашу весов действует сила $\vec{P}$ (вес гири). Сила $\vec{F}$, равная ей по модулю и противоположная по направлению, приложена не к весам, а к гире. Для определения равновесия весов нужно учитывать только силы, приложенные к весам. Силы, приложенные к разным телам, не могут уравновешивать друг друга.