Může Frantík přetáhnout Pepíka?

Může Frantík přetáhnout Pepíka?
Jistě jste se všichni s tímto problémem ve své školní praxi setkali (a zřejmě tedy správnou odpověď znáte):

"Hromotluk Frantík a vyžle Pepík se přetahují lanem (viz obr. 1). Přestože by podle třetího Newtonova pohybového zákona (zákona akce a reakce) měli hoši na sebe působit stejně velkými silami, většinou Frantík Pepíka přetáhne (protože má větší sílu). Jak je to možné?"

Obr

Výsledky pokusu jsou naprosto průkazné, ale na první pohled se zdají být v rozporu s třetím Newtonovým zákonem. Ten totiž říká, že dvě tělesa na sebe působí silami stejně velikými a opačnými. Vzniká tak otázka:

Jak tedy může Frantík přetáhnout Pepíka, když podle třetího Newtonova zákona na sebe působí stejně velkými silami?

Pro správné řešení tohoto problému je třeba si uvědomit, že zrychlení tělesům neudělují přímo síly vzájemného působení, ale výslednice všech sil působící na dané těleso.

Nakresleme nejprve všechny síly, které působí na Frantíka (viz obr. 2).

Obr

Ve svislém směru působí síla tíhová F_G (na základních školách se pro jednoduchost považuje za rovnou síle gravitační) a (normálová) síla reakce podložky F_n. Tyto síly mají stejnou velikost a opačný směr (a působí na stejné těleso - Frantíka), takže se navzájem zruší. Ve vodorovném směru působí síla Pepíka