Когда два магнита находятся на некотором расстоянии друг от друга, они взаимодействуют друг с другом через магнитное поле. Силы, действующие на каждый из магнитов, можно описать законами классической механики и электромагнетизма.
Обозначим два магнита как Магнит 1 и Магнит 2. Пусть ( \mathbf{F}_1 ) - это сила, действующая на Магнит 1, а ( \mathbf{F}_2 ) - это сила, действующая на Магнит 2. Согласно третьему закону Ньютона, силы, с которыми взаимодействуют магниты, равны по модулю и противоположны по направлению:
[ \mathbf{F}_1 = -\mathbf{F}_2 ]
Теперь рассмотрим ускорения, которые испытывают магниты под действием этих сил. Пусть ( m_1 ) и ( m_2 ) - массы Магнита 1 и Магнита 2 соответственно. Тогда ускорения ( \mathbf{a}_1 ) и ( \mathbf{a}_2 ) можно выразить через силы и массы:
[ \mathbf{a}_1 = \frac{\mathbf{F}_1}{m_1} ]
[ \mathbf{a}_2 = \frac{\mathbf{F}_2}{m_2} ]
Поскольку ( \mathbf{F}_1 ) и ( \mathbf{F}_2 ) равны по модулю, но противоположны по направлению, можно записать:
[ \mathbf{a}_1 = \frac{\mathbf{F}_1}{m_1} ]
[ \mathbf{a}_2 = \frac{-\mathbf{F}_1}{m_2} ]
Сравним модули ускорений. Поскольку ( |\mathbf{F}_1| = |\mathbf{F}_2| ), мы получаем:
[ |\mathbf{a}_1| = \frac{|\mathbf{F}_1|}{m_1} ]
[ |\mathbf{a}_2| = \frac{|\mathbf{F}_1|}{m_2} ]
Теперь вспомним, что масса второго магнита больше массы первого: ( m_2 > m_1 ). Следовательно, модуль ускорения Магнита 1 будет больше модуля ускорения Магнита 2:
[ |\mathbf{a}_1| > |\mathbf{a}_2| ]
Итак, подведем итог:
- Силы ( \mathbf{F}_1 ) и ( \mathbf{F}_2 ), действующие на магниты, равны по модулю, но противоположны по направлению (( \mathbf{F}_1 = -\mathbf{F}_2 )).
- Ускорения ( \mathbf{a}_1 ) и ( \mathbf{a}_2 ) также противоположны по направлению.
- Модуль ускорения Магнита 1 больше модуля ускорения Магнита 2 (( |\mathbf{a}_1| > |\mathbf{a}_2| )), поскольку масса второго магнита больше массы первого (( m_2 > m_1 )).
Таким образом, несмотря на равенство сил, разница в массах приводит к разным ускорениям магнитов.