החוק השלישי של ניוטון, נקרא גם חוק פעולה ותגובה, עוסק באינטראקציה של כוחות בין שני גופים שונים. על פי חוק זה, בכל פעם שמופעל כוח על גוף, גוף זה יפעיל כוח אחר של כיוון ועוצמה שווים, אך בכיוון ההפוך.
זהו האחרון מהחוקים של אייזק ניוטון, המסבירים את הדינמיקה של תנועת הגופים. שלושת החוקים הללו פורסמו בשנת 1687, בספרו שכותרתו "עקרונות מתמטיים של הפילוסופיה הטבעית".
ראה מה אומרת הצהרת חוק זה:
לכל פעולה תמיד יש תגובה הפוכה בעוצמה שווה: הפעולות ההדדיות של שני גופים זה על זה תמיד שוות ומכוונות לכיוונים מנוגדים.
משמעות הדבר היא כי כוחות פועלים בזוגות וכי לכל פעולה יש תגובה. לדוגמא, אם גוף A מפעיל כוח Fה על גוף B, גוף B יפעיל כוח Fב בעוצמה שווה על פני גוף A, כלומר Fה = Fב, ובאותה היגיון, שכן שניהם אופקיים.
אולם כיוון הכוחות הללו מנוגד, מכיוון שגוף A מפעיל את הכוח משמאל לימין וכתגובה, גוף B מפעיל כוח מימין לשמאל. הביטו בתמונה:
בניגוד למה שקורה בחוקים הראשונים והשניים של ניוטון, כוחות לעולם אינם מבטלים זה את זה במערכת פעולה ותגובה, שכן הם מוחלים על גופים שונים. פעולה ותגובה לעולם לא יופעלו על אותו גוף.
למידע נוסף על החוק הראשון של ניוטון ו החוק השני של ניוטון.
דוגמאות לפעולה ותגובה
- שיגור רקטות: כדי לשגר, נשרף דלק רקטות והגזים מתרחבים ומפעילים כוח על הקרקע. המשטח מפעיל כוח תגובה על הגזים, אשר דוחף את הרקטה כלפי מעלה.
- דחיפה לבריכה: כדי לתפוס תאוצה, שחיין מפעיל כוח על קיר הבריכה. הקיר יפעיל כוח באותה עוצמה וכיוון, אך כיוונים מנוגדים, מה שגורם לגוף לנוע.
- ירי בנשק: כשאדם יורה בנשק, היורה נדחק לאחור בגלל כוח התגובה בכיוון ההפוך לירי הקליע.
ישנם 5 קריטריונים להחלת החוק השלישי של ניוטון, הבנו:
- לכוחות המופעלים על הגופות יש אותה עוצמה.
- לכוחות יש את אותו כיוון (אופקי, אנכי או אלכסוני).
- יש לכוחות חושים מנוגדים (מימין לשמאל, מלמעלה למטה).
- יש להפעיל כוחות ב גופים שונים.
- הפעולה והתגובה הם סִימוּלטָנִיכלומר הם מתחילים ונגמרים באותו הרגע.
ראה הכל חוקי ניוטון.
המשקל תקין
כאשר אנו מציבים אובייקט על משטח, אובייקט זה מפעיל את כוח המשקל בצורה אנכית (מלמעלה למטה), שמגיב בכוח מלמטה למעלה, הנקרא נוֹרמָלִי. כוח זה פועל בכיוון זה על מנת לתמוך במשקל המופעל על פני השטח.
כוח רגיל אינו תגובה של כוח משקל ולכן זה אינו מקרה בו החוק השלישי של ניוטוןניתן ליישם. חוק הפעולה והתגובה, כאמור, פועל תמיד על גופים שונים ולא על גוף אחד בלבד.
ראה גם את המשמעות של כוח ו כוח משיכה.
