Задание OGEPHYSD2CAED: Взаимодействие тел. Третий закон Ньютона.

Масса ученика m = 40 кг. Вблизи поверхности Земли ускорение свободного падения принимаем g = 10 м·с⁻². Нужно найти гравитационную силу, с которой ученик действует на Землю.

Выберем земную систему отсчёта и ось Oy вверх. Рассмотрим сначала силу со стороны Земли на ученика. Она направлена к центру Земли и по модулю равна:
F_у = mg.
Подстановка:
F_у = 40 кг · 10 м·с⁻² = 400 Н.

По третьему закону Ньютона гравитационные силы взаимодействия двух тел равны по модулю и противоположны по направлению:
F⃗_З = −F⃗_у.
Следовательно, искомый модуль F_З = 400 Н. Сила на Земле направлена к ученику, а сила на ученике — к Земле. Они приложены к разным телам, поэтому не компенсируют друг друга в уравнении движения одного ученика.

Если ученик неподвижно стоит на полу, на него дополнительно действует реакция опоры N вверх. Второй закон Ньютона для ученика:
N − mg = 0.
Наличие опоры не отменяет взаимное гравитационное притяжение. Сила ученика на Землю — парная гравитационная сила, а не реакция опоры.

Проверка. Огромная масса Земли означает очень малое ускорение от этой силы, но не меньшую силу взаимодействия. В обоих направлениях гравитационное взаимодействие имеет модуль 400 Н. Ответ: 400.