§ 41. Двусторонний характер действия тел
До сих пор мы следили за особенностями движения только одного тела и выяснили, что может влиять на его движение. Опыт показал, что ускорение тела может возникнуть только в результате действия каких-либо других тел. Но мы оставили без внимания вопрос о том, что же будет происходить с этими другими телами во время их действия на наше пробное тело.
Рассмотрим несколько примеров.
Пытаясь сдвинуть с места какой-либо тяжелый предмет, человек испытывает на себе его ответное действие. Если предмет достаточно тяжелый, а опора, на которой стоит человек, скользкая, то
вместо предмета начнет двигаться он сам за счет этого ответного действия.
Когда один из двух товарищей на катке будет пытаться толчком руки заставить двигаться другого, то сам обязательно будет откатываться назад (конечно, коньки у обоих должны стоять параллельно направлению толчка). При этом, кто бы из них ни толкал, ускорения и противоположно направленные скорости получат оба (рис. 2.13).
Подобный опыт можно повторить и в комнате. Пусть два человека встанут на одинаковые тележки, которые могут легко двигаться по полу, и начнут перетягивать веревку. Кто бы из них ни выбирал веревку, двигаться навстречу друг другу будут оба участника опыта. Если при этом они имеют одинаковый вес, то тележки обязательно встретятся на середине первоначального расстояния между ними (рис. 2.14).
Такие же результаты можно наблюдать, если заставить взаимодействовать две магнитные стрелки, прикрепленные к плавающим на воде пробкам. Когда они находятся недалеко друг от друга и взаимодействие стрелок достаточно велико, то пробки движутся навстречу друг другу. Если обе пробки и стрелки одинаковы, то их перемещения и скорости будут равны по модулю и противоположны по направлению (рис. 2.15).
Эти примеры говорят о том, что все действия тел друг на друга являются двусторонними и носят характер взаимодействий. Нельзя обнаружить такого случая, чтобы какое-то тело действовало на другое и не испытывало бы при этом ответного действия.
Кроме того, последние два опыта позволяют высказать еще одно важное предположение о том, что действия тел друг на друга должны быть количественно равны. В этих опытах в результате взаимодействия одинаковых тел возникли движения с равными по модулю скоростями.
Рис. 2.13.
Рис. 2.14.
Рис. 2.15.
Правильность такого предположения подтверждают и другие опыты.
Два одинаковых упругих шарика 
подвешены рядом на нитях (рис. 2.16). Шарик 
отклоняют и отпускают. При ударе он приводит в движение шарик 
После удара нить шарика II отклоняется на такой же угол, на какой была вначале отклонена нить шарика 
Шарик I после удара остановится. Затем все явление повторится в обратном порядке.
При первом ударе I шарик подействовал на II и вызвал его движение. Шарик II оказал ответное действие и погасил движение 
При втором ударе действующим оказался шарик II. В этомударе он передал такое же движение шарику 
Если бы действие шарика I не было бы равно противодействию шарика II, то мы, конечно, не могли бы получить повторения движения шариков.
Между двумя одинаковыми тележками находится сжатая пружина (рис. 2.17). Если дать пружине возможность расправиться, то тележки под действием пружины приобретут равные, но противоположно направленные скорости и откатятся на одинаковые расстояния.
Если две одинаковые тележки с маленькими электрическими лебедками соединить нитью, то при работе лебедок тележки начнут двигаться навстречу друг другу. При этом они встретятся в точке, соответствующей середине начального расстояния между ними.
Рис. 1.106.
Рис. 2.17.
Другими словами, возникающие движения тележек будут одинаковы. Результат опыта всегда будет одним и тем же независимо от того, работает ли лебедка одной тележки или работают обе лебедки вместе.
Таким образом, можем считать доказанными следующие важные положения: все действия, которые могут вызывать движения, являются двусторонними, носят характер взаимодействий тел; при любом действии одного тела на другое возникает одновременное, равное по модулю и противоположное по направлению ответное действие второго тела на первое.
Очень часто этот результат опыта выражают в другой более краткой форме: всякому действию есть равное и противоположно направленное противодействие.
Полученный нами результат составляет физическое содержание третьего закона Ньютона и лежит в основе всех механических расчетов.
