Старик, я тебе уступаю, как старшему, у батареи.
Разница как раз в том, что ты предлагаешь рассматривать статические системы, где силы уравновешены, а мы говорим о динамической системы, где силы неуравновешены, в результате чего имеет место быть движение, причем с ускорениями.
Движение, как сосед соседу по палате, имеет место быть в двух случаях: если оно продолжается с постоянной скоростью (в инерциальной системе отсчета) в отсутствие неуравновешенных сил или с ускорением - если есть неуравновешенные силы.
Берем твои же примеры.
1. Бьешь себя в челюсть (что будет справедливо, учитывая, сколько времени я уже потратил на курс физики в рамках этой темы
). Чтобы решить вопрос - отлетаешь ты в угол или нет, надо рассмотреть все силы, приложенные к тебе, как физическому телу относительно, скажем, пола. В простом случае на тебя действуют следующие силы: гравитация - уравновешена обратным давлению на пол сопротивлением пола, если, конечно, пол неподвижный или движется с постоянной скоростью. Сила "кулак в челюсть": приложена к челюсти и направлена в продолжении локтевой кости. Считая твою квадратную челюсть абсолютно упругой, ровно такая сила приложена к кулаку (от челюсти, снно - твоя любимая реактивная сила) и направлена тоже по лучевой кости, но в сторону локтя. Таким образом, поскольку ты нерасширяем и неразрушаем (будем считать, что ударил несильно) с точки зрения тебя как совокупного физического тела все силы уравновешены, и нет никакой причины совершать ускоренного движения в сторону угла. Другое дело, если рассмотреть отдельно твою буйную голову, то на нее действуют следующие силы: силы "кулак в челюсть" - приложена к челюсти. Гравитация - опять забываем про нее - он нас интересует только, когда снизу голову ничего не поддерживает. Третья сила - сила сопротивления от, для простоты, скажем, шарнира, которым является твоя шея. Если ты сам себя застал врасплох ударом, и не успел напрячь мышцы шеи, то сила сопротивления направлена в противоположную от удара сторону, но приложена к шее. Таким образом, возникает момент сил: одна приложена к челюсти и направлена, скажем, от стола к углу, а другая приложена к шее, и направлена примерно от угла к столу. Поэтому голова твоя дернется в сторону угла, и так ей и надо - надо было зарнее скомпмерсировать момент и напрячь шею - тогда бы просто выбил себе зубы и все, а так приходится совершать клоунские движения от стола.
Все это можно рассмотреть с использованием ипмпульсов вместо сил, помня, что импульс равен произведению силы на продолжительность ее приложения ИЛИ произведению массы на скорость.
Далее.
Полагаю, остальные упражнения сможешь решить сам. Подсказки: вентилятор надувает парус, но, считая его КПД за 100%, с такой же силой токает воздух вперед, который его толкает назад - реактивно
. Таким образом, в отсутствие потерь, две силы уравновешиваются. Надеюсь, ты так же понимаешь, что можно расположить парус подт таким углом, что лодка таки-да сдвинется. Правда, не в желательную нами сторону.
С Мюнхгаузеном все совсем просто - упрощенный случай "кулак в челюсть".
Кстати, когда я говорил "неподвижные или движущиеся с постоянной скоростью" я не шутил. Тот факт, что ты летишь в самолете, не упрощает расправы со своей челюстью.
Чиста напомню: тело совершает движение с постоянной скоростью (как частный случай - с нулевой, весь фокус в выборе системы отсчета), это значит, что действующие на него силы уравновешены.
До сих пор мы не говорили о ситуациях, когда силы приводят к деструкции тела.
Но раз ты просишь - как можно отказать пациенту Абрбанеля.
С Макаром - все правильно. Затвор отлетит назад под действием давления газов, поскольку эта сила не уравновешивается силой возвратной пружины, а больше никаких сил на затвор не действует (кроме, опять же, скомпенсированной гравитации). Это, кстати, не все: трение пули о нарезы направлено вперед по стволу, что вызовет ускорение ствола и всего, что с ним жестко связано, вперед (мы этого, ессно, не успеем заметить, поскольку примерно одновременно с этим нам в морду прилетит завтор, а ствол покончит собой в разных напрвлениях). Более того, ударившаяся в затычку пуля (допустим, ствол выдержал) вызовет силу и ускорение вперед, но мы опять же этого не заметим в силу других более интересных процессов.
Теперь - с Кольтом. Принципы - те же. Разница только в том, что затвор сцеплен со стоволом. А потому действующие на них силы надо рассматривать комплексно. Эту интересную задачу я оставляю тебе в качестве домашнего задания.
Лишь замечу, что утверждение
но затвор при это не двинится с места
лишь приблизительно верно, потому что это представляет собой частный случай, когда твоя любимая реактивная сила уравновешена, скажем, трением пули по стволу. Вперед он, конечно, двинуться не может - там упоры, а вот на какой-нибудь миллиметр назад (вместе со стволом, ессно) - очень даже может. Все зависит от соотношения: трения пули о нарезы (до столкновения с препятствием), давления газов, массы затвора+ствола+сила возвратной пружины и пр. Опять же, можно создать условия, при которых в условном Кольте с заткнутм стволом, система сдвинется назад вплоть до расцепления. Например, при о-очень длинном стволе с подкалиберной пулей: поскольку пуля (масса) начала движение вперед и не испытывает сопротивление о ствол, тот, в свою очередь, вместе со стволом (то есть,вся "фигня")начал движение назад со скоростью, пропорциональной массе пули и обратно пропорциональной своей массе (всей фигни). А тот факт, что пуля движется в стволе - пусть тебя не смущает, это нерелевантно: от момента выстрела они никаким узами не связаны (отчего я взял подкалибурную пулю).
Везде мы пренебрегаем мелочами, типа сжатием воздуха "пееред пулей", массой газов и пр.
В целом, полагаю, идея понятна.
Кстати, не всегда замкнутая система с подвижными внутренностями всегда остается неподвижной. как мы уже продемонстрировали с о-очень длинным Кольтом с заткнутым стволом, стреляющим подкалиберными пулями.
Еще примеры.
Дети, прыгающие в машине, очень даже вызывают ее (машны) движение, даже заметное со стороны. Те же принципы: оттолкнулись от сиденья неподвижной (а значит, уравновешенной) машины - сиденье вместе с машиной вниз, они - вверх. Потом рессоры машину - вверх, а их (детей) гравитация - вниз. Вот и встретились опять.
Аналогично: все отлично представляют, как сидя на санках на краю горки (с ногами на санках) можно раскачивая корпусом самого себя вместе с санками подтолкнуть к началу горки. Тут те же принципы + помогающая нам разница между трением покоя и трением скольжения: остановились - дернулись - поехали - остановились. Потому, например, так трудно все то же проделать на льду: разница между трением покоя и трением сколькжения невелика. Потому коньками приходится отталкиваться "ребром".
В опчем, физика - она действует везде. А ньютоновская механика, как самая захватывающая часть физики - почти везде. Даже в сопромате.
ЗЫ. Зайдет в эту тему непосвященный и подумает, что всему этому учат на курсах в Израиле.
ЗЫ. Братцы, я хочу вас предостечерь от распространения результатов такого сорта экспериментов на теорию. Они могут привести вас к ошибочным выводам, поскольку могут являться частными случаями. Например, эксперимент СТАРКа с тотавом является частным случаем полного отсутствия обтюрации. Для этот необязательно использовать тотав: можно толкнуть завтор рукой - какая в данном случае разница, куда приложена сила. В целом, СТАРК на верном пути, но еще не увидел всех дорожных знаков.
ЗЗЫ. Самурай, можно сколько угодно медитировать, повторяя слова "реактиный двигатель". Это тебя нас продвинет к пониманию физических законов ни на грейн.