К чему приводит действие одного тела на другое?

Определения и обозначения

Взаимодействие тел — это воздействие тел друг на друга, при котором может измениться состояние одного или обоих тел. Например, рука толкает мяч, а мяч давит на руку. Это понятие помогает не считать действие только односторонним и искать, какие тела участвуют в событии.

Сила — так называют действие одного тела на другое. Силу обозначают буквой F и измеряют в ньютонах. Слово «сила» помогает описывать взаимодействие: например, рука действует на мяч и может заставить его двигаться.

Деформация — изменение формы или размеров тела. При сжатии предмет становится короче или уже, при растяжении — длиннее, а при изгибе меняет форму. Это понятие нужно, чтобы замечать результат действия даже тогда, когда тело почти не переместилось.

Как это устроено

Действие одного тела может изменить скорость или направление движения другого. Если мяч покоится, толчок сообщает ему движение, потому что тело начинает перемещаться под действием руки. Уже движущийся предмет можно ускорить, замедлить или повернуть. Поэтому при наблюдении за действием сравнивают, как тело двигалось до него и после.

Действие может изменить форму или размеры тела. При сжатии части тела сближаются, при растяжении — удаляются, а при изгибе одни части меняют положение относительно других. Поэтому мягкий предмет легко сплющить, а пружину — растянуть или сжать. Изменения формы возникают, когда действие заметно меняет расположение частей тела.

Иногда одно действие одновременно меняет движение и деформирует тело. Например, при ударе мяч на короткое время сплющивается, а затем отскакивает и меняет направление. Это происходит потому, что во время удара тела взаимодействуют, и воздействие передаётся мячу. Чтобы описать результат полностью, нужно проверить и движение, и форму.

При взаимодействии оба тела действуют друг на друга. Если два тела отталкиваются, каждое получает воздействие другого; это можно заметить по изменению их движения. Похожий пример — прыжок человека с лодки: человек отталкивается от неё, а лодка отходит в противоположную сторону. Значит, нельзя описывать такое событие так, будто действовало только одно тело.

Результат действия зависит от условий: в частности, от того, насколько сильно и как долго действует одно тело на другое. Слабое и короткое воздействие может почти не изменить движение или форму, а более сильное или продолжительное — дать заметный результат. Имеют значение и свойства самих тел: например, пружина и кусок пластилина по-разному меняют форму при нажатии. Поэтому для объяснения наблюдения нужно учитывать не только то, что тела соприкоснулись, но и обстоятельства действия.

К чему приводит действие одного тела на другое

В таблице собраны три возможных результата действия. Сравни пример с тем, что именно изменилось: движение, форма или сразу и то и другое. Одно и то же тело в разных условиях может показать разные результаты.

Разбор задач

Задача 1

Условие. Мяч лежит на полу. Его толкнули, и он покатился. К чему привело действие руки на мяч? Чтобы ответить, сравним состояние мяча до толчка и после него. Это позволит не спутать само действие с его результатом.

1. До толчка мяч был неподвижен.
2. После действия руки мяч начал двигаться по полу.
3. Значит, изменилось состояние движения мяча; сведений об изменении его формы в условии нет.

Ответ: действие руки привело к тому, что мяч начал двигаться.

Задача 2

Условие. Пружину сжали рукой, а затем отпустили. Как изменилось состояние пружины? Нужно рассмотреть отдельно время действия руки и момент после того, как действие прекратилось. Тогда будет видно, была ли деформация постоянной.

1. Когда руку прижали к пружине, её длина уменьшилась: это деформация сжатия.
2. После того как руку убрали, пружина распрямилась и вернулась к прежней форме.
3. Значит, деформация возникала во время действия, но не сохранилась после его прекращения.

Ответ: пружина сжалась, а после освобождения восстановила прежнюю форму.

Задача 3

Условие. Пластилиновая шайба ударилась о стену, остановилась и сплющилась. Какие результаты действия стены на шайбу можно наблюдать? Здесь в условии названы два изменения, поэтому проверим каждое из них отдельно. Не нужно выбирать только одно.

1. До удара шайба двигалась, а после удара остановилась. Значит, изменилось её движение.
2. Шайба стала более плоской, то есть изменила форму. Это деформация.
3. Оба изменения произошли при одном взаимодействии шайбы со стеной.

Ответ: наблюдаются остановка шайбы и её деформация — сплющивание.

Типичные ошибки

• Считать, что действует только одно тело. Так думают, потому что обычно замечают толчок только со стороны руки или другого предмета. Но при взаимодействии каждое тело воздействует на другое; проверь, что происходит с обоими телами.
• Сводить результат действия только к движению. Перемещение хорошо заметно, поэтому изменение формы легко упустить. Тело может деформироваться, даже если почти не перемещается; проверь, меняются ли его форма или размеры.
• Считать, что деформация всегда остаётся. Некоторые тела сохраняют новую форму, а некоторые восстанавливаются после снятия действия. Чтобы проверить себя, понаблюдай за телом после того, как его перестали сжимать или растягивать.
• Путать силу с движением. Их связывают, потому что действие часто меняет движение тела. Но сила характеризует действие одного тела на другое, а движение — состояние тела; проверь, говоришь ли ты о причине или о результате.

Связь с другими темами

Чтобы описать результат взаимодействия, нужно уметь замечать движение тела и изменения его скорости или направления. Это помогает понять, что именно изменилось после действия, а не просто сказать, что тело «сдвинулось». Понятия взаимодействия и силы пригодятся при изучении тяжести, трения, упругости и движения тел. В этих темах действие тел помогает объяснять, почему предметы падают, тормозят или возвращаются к прежней форме.

Что запомнить

• Тела могут действовать друг на друга.
• При взаимодействии изменяется состояние одного или обоих тел.
• Действие может изменить движение тела.
• Действие может вызвать деформацию.
• При одном взаимодействии возможны сразу несколько изменений.
• Силой называют действие одного тела на другое.