важкий закон
Жоден з трьох основних законів механіки не викликає, ймовірно, стільки непорозумінь, як знаменитий "третій закон Ньютона" - закон дії і протидії. Всі його знають, вміють навіть в інших випадках правильно застосовувати, - і проте мало хто вільний від деяких неясностей в його розумінні. Може бути, читач, вам пощастило відразу зрозуміти його, - але я, зізнаюся, цілком осягнув його лише десяток років після першого з ним знайомства.
Розмовляючи з різними особами, я не раз переконувався, що багато хто готовий визнати правильність цього закону лише з істотними застереженнями. Охоче допускають, що він. вірний для тел нерухомих, але не розуміють, як можна застосовувати його до взаємодії тел рухомих. Дія, - говорить закон, - завжди одно і протилежно протидії. Це означає, що, якщо кінь тягне віз, то і віз тягне коня назад з такою ж силою. Але ж тоді віз мав залишатися на місці: чому ж все-таки вона рухається? Чому ці сили не врівноважують одна іншу, якщо вони рівні?
Такі звичайні здивування, пов'язані з цим законом. Значить, закон є помилковим? Ні, він безумовно вірний; ми тільки неправильно розуміємо його. Сили не врівноважують один одного просто тому, що прикладені до різних тіл: одна - до воза, інша - до коня. Сили рівні, так, - але хіба однакові сили завжди виробляють однакові дії? Хіба рівні сили повідомляють всім тілам рівні прискорення? Хіба дію сили на тіло не залежить від тіла, від того "опору", яке саме тіло надає силі?
3 (При рівномірному русі вози потрібно прикладати деяку силу (це завдання коні), щоб долати силу тертя, яка протидіє руху вози.
З поясненням у Перельмана парадоксу "кінь - віз" можна посперечатися. Звичайно, сили прикладені до різних тіл: до коня і до воза. Але між ними існує жорстка зв'язок - упряжка. І з цієї точки зору кінь і віз можна розглядати як єдине тіло. Рух коні з возом легко пояснити, якщо ми звернемо увагу на те, як діє земля, т. Е. Реакція опори, на ці два об'єкти. Якби не було опори під ногами коня, а вона відштовхувалася би від воза, то скільки б кінь не намагалася і скільки б візник НЕ поганяв її батогом, цей дивний екіпаж нікуди б не поїхав (див. Статтю "Чи можна рухатися без опори?" на с. 20). )
Все це засвоювалося б краще і породжувало б менше непорозумінь, якби закон висловлювався не в звичайній короткій формі: "дія дорівнює протидії", а, наприклад, так: "сила протидіюча дорівнює силі діючої". Адже рівні тут тільки сили, - дії же (якщо розуміти, як зазвичай розуміють, під "дією сили" переміщення тіла) різні, тому що сили прикладені до різних тіл.
Навіть падіння тіл підкоряється закону протидії. Яблуко падає на Землю тому, що його притягує земну кулю; по точно з такою ж силою і яблуко притягує до себе всю нашу планету. Строго кажучи, яблуко і Земля падають один на одного, але швидкість цього падіння різна для яблука і для Землі. Рівні сили взаємного тяжіння повідомляють яблуку прискорення 10 м / с 2. а земній кулі - в стільки разів менше, у скільки разів маса Землі перевищує масу яблука. Звичайно, маса земної кулі в неймовірну кількість разів більша за масу яблука, і тому Земля отримує переміщення настільки незначна, що практично його можна вважати рівним кулю. Тому-то ми і говоримо, що яблуко падає на Землю, разом того щоб сказати: "яблуко і Земля падають один на одного" *.
* (Про закон протидії см. Також в гл. 1 моєї "Цікавої механіки".)