Положите лист бумаги на край стола. На лист бумаги поставьте пустую стеклянную бутылку горлышком вниз. Левой рукой возьмите свешивающийся конец листа, а ребром ладони правой руки резко ударьте по нему (рис. 9). При этом лист выдернется, а бутылка останется на месте. Почему?

рис. 9

Для объяснения данного явления необходимо обратиться к законам физики, в частности, к закону инерции, который сформулировал Галилей и впоследствии уточнил Ньютон.

Инерция — это свойство тела сохранять своё состояние покоя или равномерного прямолинейного движения, если на него не действуют внешние силы или если действующие силы уравновешены. Закон инерции гласит: «Тело сохраняет состояние покоя или равномерного прямолинейного движения до тех пор, пока на него не подействует сила, изменяющая это состояние».

Когда мы ударяем по свешивающемуся концу листа бумаги, происходит следующее:

1. Воздействие на лист бумаги: Быстрый и резкий удар приводит к тому, что на бумагу действует сила, которая заставляет её двигаться. Скорость удара и малая масса бумаги обеспечивают её быстрое движение.

2. Инерция бутылки: Бутылка, находящаяся на листе бумаги, обладает значительно большей массой, чем бумага. Согласно закону инерции, бутылка стремится сохранить своё состояние покоя, поскольку сила, действующая на неё через бумагу, недостаточна для преодоления её инерции. Необходимо учитывать, что сила трения между бутылкой и бумагой недостаточна, чтобы заставить бутылку двигаться одновременно с бумагой.

3. Малая продолжительность воздействия: На лист бумаги действует сила очень кратковременно, поскольку удар наносится резко. Это означает, что бумага успевает сместиться, практически не передавая своё движение бутылке. Если бы движение бумаги было медленным (например, если её потянуть руками), бутылка бы сместилась вместе с листом, так как при более длительном воздействии сила трения между бумагой и бутылкой смогла бы преодолеть инерцию бутылки.

4. Сила трения: Сила трения между бутылкой и бумагой играет важную роль. Если трение было бы большим (например, если поверхность была бы шероховатой), бутылка могла бы начать двигаться вместе с бумагой. Но в данном случае трение мало, и его недостаточно, чтобы заставить бутылку следовать за бумагой, особенно при резком воздействии.

Таким образом, резкий удар позволяет преодолеть силу трения между бумагой и бутылкой, но не оказывает значительного воздействия на бутылку, которая, согласно закону инерции, остаётся на месте.