Newtonov treći zakon: pojam, primjeri i vježbe

Treći Newtonov zakon, koji se također naziva Akcija i Reakcija, povezuje sile interakcije između dva tijela.

Kada objekt A vrši silu na drugi objekt B, ovaj drugi objekt B će djelovati na snagu istog intenziteta, istog smjera i suprotnog smjera na objekt A.

Kako se sile primjenjuju na različita tijela, one ne uravnotežuju.

Primjeri:

• Prilikom ispaljivanja hica pucač se tjera od metka silom reakcije pucanja.
• U sudaru automobila i kamiona obojica dobivaju djelovanje sila istog intenziteta i suprotnog smjera. Međutim, otkrili smo da je djelovanje tih sila na deformaciju vozila različito. Obično je automobil puno „zgnječeniji“ od kamiona. Ta se činjenica javlja zbog razlike u strukturi vozila, a ne zbog razlike u intenzitetu tih sila.
• Zemlja vrši privlačnu silu na sva tijela u blizini svoje površine. Prema Newtonovom trećem zakonu, tijela također djeluju privlačno na Zemlju. Međutim, zbog razlike u masi, otkrivamo da je pomicanje koje trpe tijela puno značajnije od onog koje trpi Zemlja.
• Svemirski brodovi koriste princip djelovanja i reakcije za kretanje. Pri izbacivanju plinova izgaranja, oni se pokreću u suprotnom smjeru od izlaza tih plinova.

Brodovi se kreću izbacivanjem plinova izgaranja

Primjena Newtonovog 3. zakona

Mnoge situacije u proučavanju dinamike predstavljaju interakcije između dva ili više tijela. Da bismo opisali ove situacije, primjenjujemo Zakon o djelovanju i reakciji.

Djelujući u različitim tijelima, sile uključene u te interakcije ne poništavaju jedna drugu.

Kako je sila vektorska veličina, prvo moramo vektorski analizirati sve sile koje djeluju na svako tijelo koje čini sustav, označavajući parove djelovanja i reakcije.

Nakon ove analize uspostavili smo jednadžbe za svako uključeno tijelo, primjenjujući Newtonov drugi zakon.

Primjer:

Dva bloka A i B, mase jednake 10 kg i 5 kg, podržana su na savršeno glatkoj vodoravnoj površini, kao što je prikazano na donjoj slici. Na blok A djeluje konstantna i vodoravna sila intenziteta 30N Odredite:

a) ubrzanje koje je sustav stekao
b) intenzitet sile koju blok A vrši na blok B

Prvo, identificirajmo sile koje djeluju na svaki blok. Da bismo to učinili, izolirali smo blokove i identificirali sile, kao što je prikazano na donjim slikama:

Biće:

f_AB: blok sile A vrši na blok B
f_BA: blok sile B vrši na blok A
N: normalna sila, odnosno sila dodira između bloka i površine
P: težina snage

Blokovi se ne pomiču okomito, pa je neto sila u ovom smjeru jednaka nuli. Stoga se normalna težina i snaga međusobno poništavaju.

Na vodoravnom položaju blokovi prikazuju kretanje. Primijenimo dakle Newtonov drugi zakon (F_R = m. a) i napiši jednadžbe za svaki blok:

Rubrika A:

Ž - f_BA = m_THE. The

Polje B:

f_AB = m_B. The

Sastavljajući ove dvije jednadžbe, nalazimo jednadžbu sustava:

Ž - f_BA+ f_AB= (m_THE. a) + (m_B. The)

Kako je intenzitet f_AB jednak je intenzitetu f_BA, budući da je jedna reakcija na drugu, možemo pojednostaviti jednadžbu:

F = (m_THE + m_B). The

Zamjena zadanih vrijednosti:

30 = (10 + 5). The

Sada možemo pronaći vrijednost sile koju blok A vrši na blok B. Pomoću jednadžbe bloka B imamo:

f_AB = m_B. The
f_AB = 5. 2 = 10 N

Newtonova tri zakona

fizičar i matematičar Isaac Newton (1643-1727) formulirao je osnovne zakone mehanike, gdje opisuje kretanja i njihove uzroke. Tri zakona objavljena su 1687. godine u djelu "Matematički principi prirodne filozofije".

Treći zakon, zajedno s dva druga zakona (1. i 2. zakon) čine temelje klasične mehanike.

Newtonov prvi zakon

THE Newtonov prvi zakon, koji se također naziva Zakonom o tromosti, kaže da "tijelo u mirovanju ostat će u mirovanju, a tijelo u pokretu ostat će u pokretu, osim ako na njega ne utječe vanjska sila".

Ukratko, Newtonov prvi zakon ističe da ona poduzima djelovanje sile da promijeni stanje mirovanja ili kretanja tijela.

Također pročitajte o Galileo Galilei.

Newtonov drugi zakon

THE Newtonov 2. zakon utvrđuje da je ubrzanje koje tijelo postiže izravno proporcionalno rezultanti sila koje na njega djeluju.

Izražava se matematički:

Da biste saznali više, također pročitajte:

• Newtonovi zakoni
• Gravitacija
• Formule iz fizike

Riješene vježbe

1) UFRJ-1999

Blok 1, od 4 kg, i blok 2, od 1 kg, prikazani na slici, međusobno su postavljeni i oslonjeni na ravnu, vodoravnu površinu. Ubrzavaju se silom vodoravno, s modulom jednakim 10 N, primijenjeno na blok 1 i počinju kliziti po površini s neznatnim trenjem.

a) Odrediti smjer i smjer sile F₁₂ provodi blok 1 na bloku 2 i izračunava njegov modul.
b) Odrediti smjer i smjer sile F₂₁ provodi blok 2 na bloku 1 i izračunava njegov modul.

Pogledajte Odgovor

a) Horizontalni smjer, lijevo na desno, modul f₁₂ = 2 N
b) vodoravni smjer, desno na lijevo, modul f₂₁ = 2 N

2) UFMS-2003

Dva bloka A i B postavljena su na ravni, vodoravni stol bez trenja, kao što je prikazano dolje. Vodoravna sila intenziteta F primjenjuje se na jedan od blokova u dvije situacije (I i II). Kako je masa A veća od mase B, ispravno je tvrditi da:

a) ubrzanje bloka A je manje od ubrzanja B u situaciji I.
b) ubrzanje blokova je veće u situaciji II.
c) kontaktna sila između blokova je veća u situaciji I.
d) ubrzanje blokova je u obje situacije jednako.
e) sila dodira između blokova je u obje situacije jednaka.

Pogledajte Odgovor

Alternativa d: Ubrzanje blokova je jednako u obje situacije.