Newtonův třetí zákon: Co to je, příklady, cvičení

THE Newtonův třetí zákon, známý jako zákon akce a reakce, uvádí, že pro každou akční sílu, která působí na těleso, vzniká reakční síla v jiném tělese. Tato reakční síla má stejnou intenzitu jako akční síla a působí ve stejném směru, ale v opačném směru.

Přes Newtonův třetí zákon, to všechno vidíte síly tvoří se a ruší se ve dvojicích, tj. když tělo A vyvíjí sílu na tělo B, tělo B odolává působení této síly reakcí, která působí na tělo A. Akční a reakční síly mají stejné intenzity,smyslyprotiklady a jednat v různých orgánech. Kromě toho tyto síly produkují zrychlení v tělesech A a B, ale pokud se podíváme na tělesa A a B jako na jedinou soustavu těles, uvidíme, že akční a reakční síly se navzájem ruší. Proto říkáme, že síly akce a reakce jsou vnitřní.

Přečtěte si také: Newtonovy zákony - Newtonův 1., 2. a 3. zákon a aplikace

Akční a reakční síly a jejich účinky

Zvažte dva bruslaře, A a B, umístěné na rovném povrchu, bez č třecí síly. Pokud bruslař A tlačí bruslaře B, oba se vzdalují jako akční a reakční síly působí na různá tělesa a v opačných směrech

. Ačkoli jsou silové a reakční síly stejné, akcelerace získané každým z bruslařů se liší, protože záleží na jejich hmotnosti (setrvačnost).

Představa, že síly akce a reakce mají stejnou intenzitu, může být málointuitivní. Abychom se tomu pokusili lépe porozumět, představme si situaci, kdy jedoucí nákladní auto narazí na malé pírko. Síla, kterou vozík vyvíjí na oblak, se rovná síle, kterou oblak vyvíjí na vozík, avšak zrychlení vyvolané na vozíku je vzhledem k jeho velké setrvačnosti velmi malé. Proto je účinek reakčních sil v menších tělesech mnohem výraznější. těstoviny.

Podobně Země nás táhne dolů a my vytáhneme Zemi nahoru se stejnou intenzitouzrychlení, které se vytváří na nás, je však mnohem větší než zrychlení, které se vytváří na Zemi.

Příklady dvojic akčních a reakčních sil

Vnitřní a vnější síly

Představte si následující situaci: osoba je ponechána uvnitř zaparkovaného vozidla, může se volně pohybovat, na rovné ulici. Osoba může vyvinout sílu proti kterékoli z vnitřních částí vozidla a vozidlo se nebude pohybovat. Je to proto, že síla, kterou vyvíjí osoba na vozidlo, se rovná síle, kterou vozidlo vyvíjí na osobu.

Nepřestávejte... Po reklamě je toho víc;)

Tuto analýzu lze použít například na veškerou hmotu, která je v pevném stavu. V kovové tyči se síly přitažlivosti mezi atomy ruší ve dvojicích, takže jejich tvar zůstává vždy stejný. Není důvod, aby se tyto síly v určitém okamžiku přestaly navzájem rušit, takže pouze vnější síly jsou schopny například změnit stav pohybu této kovové tyče nebo ji zdeformovat.

Newtonův třetí vzorec zákona

Matematicky vyjádřit Newtonův třetí zákon, říkáme, že síla, kterou tělo A vytváří na tělo B (F_{A, B}) má stejnou intenzitu jako síla, kterou tělo B působí na tělo A (F_{B, A}), ale protože obě síly působí stejným směrem, ale v opačných směrech, jejich znamení jsou odlišná:

F_{A, B} - síla, kterou tělo A udělá na B;

F_{B, A} - síla, kterou tělo B udělá v A.

Následující obrázek ukazuje situaci, kdy jedno tělo působí silou na jiné tělo. Uvědomte si, že síly akce a reakce působí v různých tělesech a v opačných směrech.

Síla, kterou dělo působí na míč, je stejná a opačná k síle, kterou míč vyvíjí na dělo.

Příklady třetího Newtonova zákona

• Když kráčíme, tlačíme zem zpět a země nás tlačí vpřed. To se děje jen kvůli existenci třecí síly mezi povrchy našich nohou a zemí.
• Vrtule vrtulníku produkuje svoji udržovací sílu vůči stlačit vzduch dolů, což následně tlačí nahoru.
• Při střelbě na projektil je to možné cítit střelná zbraň odskočí, protože síla působící na kulku se vrací do zbraně ve stejné intenzitě, ale v opačném směru.
• když jdou nahoru, rakety chrlí velké množství ohřátých plynů dolů, tedy tyto plyny tlačí raketu nahoru.

silová hmotnost a normální síla

Je běžné si myslet, že síly Hmotnost a normální tvoří a dvojice akce a reakceto však není pravda. Váhová síla je síla, kterou hvězdy působí na všechna tělesa, která jsou jim vystavena gravitační pole. Když nás Země například stáhne dolů, vytáhneme Zemi nahoruPokud však existuje nějaký povrch, který nám může zabránit v dalším pádu směrem ke středu Země, vytvoříme na tomto povrchu kontaktní sílu. V důsledku toho bude tento povrch reagovat na aplikaci této síly reakcí nazývanou normální síla.

Když zjistíme, že jsme dokonale vyrovnáni s vodorovnou rovinou, sílanormální a sílaHmotnost jednají stejným směrem a opačnými směry a navzájem se ruší. Jelikož však působí ve stejném těle, nelze je považovat za dvojici akce a reakce.

Když se ocitneme na šikmém povrchu, normální a váhové síly nepůsobí stejným směrem, takže se navzájem úplně nevyrušují. Tímto způsobem jedna ze složek váhové síly působí ve směru roviny, což nás nutí klouzat, pokud není třecí síla.

Dívej setaky: Tipy pro řešení Newtonových zákonných cvičení

Cvičení k Newtonovu třetímu zákonu

Otázka 1 -(Enem - 2018) Během úklidu matka požádala svého syna, aby jí pomohl, a přesunula kus nábytku, aby ho přemístila. Aby unikl úkolu, syn řekl, že se ve škole naučil, že nemůže tahat nábytek, jak definuje Newtonův třetí zákon že když vytáhnete kus nábytku, kus nábytku ho také vytáhne zpět, a tak nebude schopen vyvinout sílu, která jej může vložit hnutí.

Jaký argument použije matka, aby poukázala na nesprávnou interpretaci chlapce?

a) Síla akce je ta, kterou vyvíjí chlapec.

b) Čistá síla v mobilu je vždy nulová.

c) Síly, které na chlapce působí země, se navzájem ruší.

d) Akční síla je o něco větší než reakční síla.

e) Dvojice akčních a reakčních sil nepůsobí na stejné tělo.

Šablona: Písmeno e

Řešení:

Síly akce a reakce se vždy tvoří ve stejném směru, ale v opačných směrech. Kromě toho se tyto síly navzájem nevyrušují, protože nepůsobí na stejná těla.

Otázka 2) (IFSC) Na jedné z chlapcových rukou stojí pták. Je SPRÁVNÉ konstatovat, že reakce na sílu, kterou pták vyvíjí na chlapcovu ruku, je síla:

a) Země na chlapcově ruce.

b) ptáka na chlapcově ruce.

c) Země nad ptákem.

d) ptáka na Zemi.

e) z chlapcovy ruky na ptáka.

Šablona: Písmeno e

Řešení:

Pojďme analyzovat tvrzení:

Písmeno a: NEPRAVDIVÉ. Síla, kterou Země vyvíjí na chlapce, je síla hmotnosti.

Písmeno B: NEPRAVDIVÉ. Síla, kterou pták vyvíjí na chlapcovu ruku, je silou akce.

Písmeno C: NEPRAVDIVÉ. Ta síla je váha ptáka.

Písmeno D: NEPRAVDIVÉ. To je síla reakce na hmotnost ptáka.

Písmeno e: SKUTEČNÝ. Síla vyvíjená chlapcovou rukou je normální reakční silou.

Otázka 3) (UERN) Dvě identické kovové koule jsou nabité elektrickými náboji se stejnými znaménky a různými moduly a jsou umístěny ve vakuu, oddělené od sebe vzdáleností x. O elektrické síle, která působí v každé z těchto sfér, se rozumí, že jsou:

a) stejné v modulu a mají opačné směry.

b) stejné v modulu a mají stejný směr.

c) liší se v modulu a mají opačné směry.

d) odlišné v modulu a mají stejný význam.

Šablona: Písmeno a

Řešení:

Jak víme, podle třetího Newtonova zákona musí být síly, které na sebe koule působí, stejné, protože jsou dvojicí akce a reakce. Kromě toho musí mít tyto síly nutně stejné moduly, navíc jsou uspořádány v opačných směrech.

Autor: Rafael Hellerbrock
Učitel fyziky