Положите на стакан почтовую открытку, а на неё монету. Ударьте по открытке щелчком (рис. 7). Почему открытка отлетает, а монета падает в стакан?

рис. 7

Для объяснения данного явления нужно обратиться к одному из фундаментальных законов физики — закону инерции, который является частью первого закона Ньютона. Этот закон гласит:

"Тело сохраняет состояние покоя или равномерного прямолинейного движения до тех пор, пока воздействие других тел не заставит его изменить это состояние."

Принципы, объясняющие явление:

1. Инерция монеты:

   • Монета находится в состоянии покоя на открытке. Согласно закону инерции, монета стремится сохранить свое состояние покоя, так как на неё не действуют силы, способные моментально изменить её движение.
   • Когда открытка начинает двигаться под воздействием удара, монета не успевает "пойти" за открыткой, так как её инерция сопротивляется изменению состояния покоя.

2. Сила удара по открытке:

   • Щелчок по открытке — это кратковременное воздействие силы. Эта сила передаётся только открытке, так как она расположена непосредственно под пальцем. Открытка благодаря своей легкости начинает движение быстрее, чем монета.
   • Так как щелчок наносится быстро и резко, открытка приобретает значительную скорость за короткое время. Монета, находящаяся сверху, из−за своей инерции остаётся практически неподвижной.

3. Гравитация:

   • После того как открытка уходит из−под монеты, на монету начинает действовать сила тяжести. Она заставляет монету падать вниз.
   • Гравитация направляет монету вертикально вниз, и она падает в стакан.

4. Отсутствие трения:

   • Между монетой и открыткой присутствует трение, но оно недостаточно велико, чтобы "увлечь" монету вместе с открыткой. Скорость движения открытки из−за удара столь велика, что трение не успевает передать монете энергию движения.

Заключение:

Открытка отлетает в сторону из−за действия силы удара, а монета остаётся неподвижной из−за своей инерции. Затем, под действием силы тяжести, монета падает вниз в стакан. Это явление ярко демонстрирует принцип инерции тел и действие силы тяжести.