Trzecia zasada dynamiki Newtona stwierdza, że ​​w danej parze ciał każde działanie wywołuje jednakową i przeciwną reakcję. Trzecia zasada dynamiki Newtona jest jednym z podstawowych praw fizyki i jest bardzo przydatny w różnych aspektach. Trzecie prawo Newtona reprezentuje specyficzną symetrię w naturze sił i wyjaśnia, dlaczego zawsze występują one w parach, a jedno ciało nie może wywierać siły na drugie, nie doświadczając jednocześnie siły.

To jeden z trzy zasady ruchu podarowany przez Sir Isaaca Newtona. Trzecia zasada dynamiki Newtona podkreśla podstawową zasadę symetrii w przyrodzie. Mówi nam, że siły są zawsze częścią wzajemnej wymiany: kiedy jedno ciało wywiera siłę na drugie, nieuchronnie doświadcza w zamian równej i przeciwnej siły. Mówiąc prościej, nie możesz czegoś pchać ani ciągnąć, gdyby coś nie pchało Cię lub nie ciągnęło z tą samą siłą, ale w przeciwnym kierunku.

W tym artykule dowiemy się o Trzecia zasada dynamiki Newtona, jej definicja, wzór, wyprowadzenie i przykłady trzeciej zasady dynamiki.

Spis treści

kolejne typy danych

• Jaka jest trzecia zasada dynamiki Newtona
• Wyjaśnienie trzeciej zasady dynamiki Newtona
• Wzór na trzecią zasadę dynamiki Newtona
• Przykłady sił akcji-reakcji
• Przykłady trzeciej zasady dynamiki Newtona
• Zastosowania trzeciej zasady dynamiki Newtona

Jaka jest trzecia zasada dynamiki Newtona

Trzecia zasada dynamiki Newtona stwierdza, że ​​kiedy jedno ciało wywiera siłę na drugie, pierwsze ciało odczuwa siłę równoważną w kierunku przeciwnym do wywieranej siły. Zgodnie z powyższym stwierdzeniem w każdej interakcji występuje para sił działających na oddziałujące obiekty. Wielkości sił są równe, a siła działająca na pierwszy element jest skierowana w przeciwnym kierunku niż siła działająca na drugi element. Jest to jeden z trzech podstawowych prawa ruchu podane przez Sir Isaaca Newtona, który jest przewodnikiem ruch dowolnego obiektu w przyrodzie. Nazywa się to również prawem akcji i reakcji.

Przyjrzyjmy się bliżej Trzeciej zasadzie dynamiki Newtona na podstawie następujących przykładów:

• Poruszając się po ziemi, nogami odpychamy ziemię do tyłu. Podłoże wywiera również na nasze stopy siłę skierowaną do przodu o jednakowej wielkości w przeciwnym kierunku, co powoduje, że poruszamy się do przodu.
• Książka leżąca na stole. Książka wywiera siłę skierowaną w dół ze względu na swój ciężar, ale nie spada, dlatego wypadkowa siła działająca na książkę wynosi zero. Dzieje się tak, ponieważ stół wywiera równą i przeciwną siłę na książkę w kierunku do góry.

Wyjaśnienie trzeciej zasady dynamiki Newtona

W obu przykładach wymienionych powyżej widzimy, że na każde ciało działają dwie siły. W pierwszym przykładzie siła wywierana przez nasze stopy na ziemię jest siłą działania i w odpowiedzi na to podłoże wywiera równą przeciwną siłę na nasze stopy. W drugim przykładzie siła wywierana przez ciężar książki jest siłą akcji, a siła wywierana przez stół na książkę jest siłą reakcji.

Siła akcji i reakcji

Teraz poznajmy dwa terminy zwane siłą akcji i reakcji, które są używane w trzeciej zasadzie dynamiki Newtona.

Siła akcji: Początkowa siła zewnętrzna wywierana na ciało nazywana jest siłą działania.

Siła reakcji: Siła, jaką wywiera ciało, aby odpowiedzieć na siłę czynną skierowaną w przeciwnym kierunku, nazywa się siłą reakcji.

Na podstawie powyższego przypadku trzecią zasadę dynamiki Newtona można również zapisać jako:

Jeżeli pomiędzy dwoma ciałami (A i B) zachodzi interakcja, siła F_AB(siła przyłożona przez ciało B do ciała A) jest równa sile F_NIE(siła przyłożona przez ciało A do ciała B), ale ich kierunek jest przeciwny.

Uwaga na temat sił akcji i reakcji

• Siły akcji i reakcji wywierane są przez różne ciała, a nie przez to samo ciało.
• Akcja i Reakcja zawsze występują jednocześnie i zawsze występują w parach.

Różnica między siłą akcji i reakcji

Różnice między siłą akcji i siłą reakcji można łatwo zrozumieć na przykładach par akcja-reakcja, jak omówiono poniżej w tabeli.

Sprawdź także, Prawo Akcja i reakcja

mapowanie w maszynopisie

Wzór na trzecią zasadę dynamiki Newtona

Wzór trzeciej zasady dynamiki Newtona lub wyrażenie matematyczne podano w następujący sposób:

Rozważmy dwa obiekty A i B, a A wywiera siłę F_ABna „B”, wówczas B będzie również wywierać podobną siłę na A jak F_NIEw przeciwnym kierunku, tak że

F _AB = – F _NIE

LUB

F _AB + F _NIE = 0

Mówi nam to, że całkowita siła wywierana przez układ składający się zarówno z A, jak i B wynosi zero.

Przykłady sił akcji-reakcji

Natura ma szeroką gamę par akcji i reakcji. Oto kilka przykładów wymienionych poniżej,

• Przykładem pary akcja-reakcja jest ruch ryby w wodzie. Płetwy ryb służą do wypychania wody do tyłu. To pchnięcie służy do wypchnięcia ryby do przodu. Wielkość siły działającej na wodę jest równa wielkości siły działającej na rybę; wielkość siły działającej na wodę (do tyłu) jest przeciwna do wielkości siły działającej na rybę (do przodu).
• Lot ptaka jest przykładem pary akcja-reakcja. Skrzydła ptaka wypychają powietrze w dół. Powietrze wypycha ptaka wyżej.
• Pływak napiera na wodę, a woda odpycha go z powrotem.
• Helikoptery wytwarzają siłę nośną, wpychając powietrze w dół, co powoduje siłę reakcji skierowaną w górę.
• Wspinacze używają pionowej liny do poruszania się w górę.
• Chodząc po ziemi, osoba wywiera stopami siłę na podłoże w kierunku do tyłu (siła działania) i zgodnie z trzecią zasadą dynamiki Newtona, podłoże wywiera przeciwną i równą siłę w kierunku do przodu jako siła reakcji , dzięki czemu możemy chodzić po ziemi lub podłodze.

Przykłady trzeciej zasady dynamiki Newtona

W naszym codziennym życiu istnieje wiele przykładów zastosowania trzeciej zasady dynamiki Newtona. Niektóre z tych przykładów omówiono w następujący sposób:

Wystrzelenie kuli z pistoletu

Kiedy pocisk zostaje wystrzelony z pistoletu, pistolet przykłada do pocisku siłę F, którą można uznać za (siła akcji), podczas gdy jednocześnie pocisk wywiera również na broń tę samą siłę zwaną odrzutem pistoletu, który można uznać za siła reakcji.

Łapanie piłki

Obrońca łapiąc piłkę doświadcza siły działającej na jego rękę przez piłkę (siła akcji) i taką samą siłę wywiera również piłka (siła reakcji). Poniższy obrazek przedstawia obrońcę łapiącego piłkę. Kiedy obrońca łapie piłkę, odczuwa siłę reakcji.

Ruch łodzi w wodzie

To, jak łódź porusza się po wodzie, jest najlepszym sposobem wyjaśnienia Trzeciej zasady dynamiki Newtona. Jeśli zaobserwujemy wioślarza wiosłującego łodzią, zobaczymy, że kiedy wioślarz wypycha wodę do tyłu (siła akcji), woda popycha łódź do przodu (siła reakcji) i w ten sposób łódź porusza się w wodzie.

Oświadczenie potwierdzające trzecią zasadę dynamiki Newtona

Wszystkie zasady dynamiki Newtona obowiązują tylko w układach inercjalnych. Można więc bezpiecznie założyć, że trzecia zasada dynamiki Newtona obowiązuje również tylko w inercjalnym układzie odniesienia. Układ odniesienia to sytuacja, w której obserwator obserwuje otoczenie. Zatem układ odniesienia, w którym ciało znajduje się w spoczynku lub porusza się ze stałą prędkością lub zerowym przyspieszeniem po linii prostej, jest układem inercjalnym

Zastosowania trzeciej zasady dynamiki Newtona

Trzecia zasada dynamiki Newtona jest jednym z najbardziej obowiązujących praw w naszym codziennym życiu. Używamy tego prawa intuicyjnie, nawet o tym nie myśląc. Jeśli utracimy równowagę, nasze ciała próbują zastosować siłę w przeciwnym kierunku, abyśmy nie spadli na ziemię. Niektóre inne zastosowania trzeciego prawa Newtona omówiono szczegółowo w następujący sposób:

Rakiety i pchnięcie

Napęd rakietowy to kolejny przykład zastosowania trzeciej zasady dynamiki Newtona. Według tej teorii,

obsada sql

Rakieta zostaje wystrzelona w przestrzeń kosmiczną za pomocą siły wznoszącej powstałej w wyniku uwolnienia gorących gazów z wydechu. Na poniższym obrazku rakieta wznosi się z przyspieszeniem „a”, gdy przyłożona siła wynosi „F”, ale równa siła reakcji jest również odczuwana przez gazy spalinowe rakiety.

Zasada działania napędu rakietowego jest taka sama, jak para akcja-reakcja z Trzeciego Prawa Newtona. W tej sytuacji spalanie paliwa i uwalnianie gorących gazów z silnika rakiety jest działaniem, a wytworzony przez to pęd jest reakcją, która wysyła rakietę w przestrzeń kosmiczną.

Pływanie

Pływanie jest także przykładem sił akcji i reakcji. Kiedy ktoś pływa i wypycha wodę do tyłu za pomocą rąk i stóp, woda wywiera na osobę taką samą siłę w kierunku do przodu. Akcja w pływaniu polega na tym, że osoba pcha wodę, a reakcją jest woda popychająca osobę.

Przeczytaj także

• Druga zasada dynamiki Newtona
• Pierwsza zasada dynamiki Newtona
• Prawa zachowania pędu

Rozwiązane przykłady trzeciej zasady dynamiki Newtona

Przykład 1: Mężczyzna pcha ścianę z siłą 100N w kierunku północnym. Jaką siłę działa ściana na człowieka?

Rozwiązanie:

Dany,

Siła działania F wynosi 100 N.

Zgodnie z trzecią zasadą dynamiki Newtona,

Siła akcji = – Siła reakcji

Dlatego siła reakcji = -100 N

Oznacza to, że siła reakcji jest równa 100 N w kierunku południowym .

wyrażenie regularne w Javie

Przykład 2: Piłka do krykieta o masie 500 g poruszająca się z prędkością 20 m/s zostaje uderzona kijem do krykieta, aby powrócić na pierwotny tor z prędkością 10 m/s. Oblicz zmianę pędu, która nastąpiła w ruchu piłki do krykieta pod wpływem siły przyłożonej przez kij do krykieta.

Rozwiązanie:

Dany,

Masa piłki hokejowej m wynosi 500 g = 0,5 kg.

Początkowa prędkość piłki u wynosi 20 m/s.

Prędkość końcowa piłki po uderzeniu v wynosi 10 m/s.

Zmiana pędu = Pęd końcowy – Pęd początkowy

Zmiana pędu = mv – mu

Zmiana pędu = m (v – u)

Zmiana pędu = 0,5 kg × (20 m/s – 10 m/s)

Zmiana pędu = 0,5 kg × 10 m/s

Zmiana pędu = 5 kg m/s

Zatem zmiana pędu piłki do krykieta pod wpływem siły przyłożonej przez kij do krykieta wynosi 5 kgm/s .

pobierz youtube za pomocą vlc

Ćwicz zadania związane z trzecią zasadą dynamiki Newtona

1. Jeśli popchniesz książkę na stół z siłą 10 N w prawo, jaka siła reakcji wywiera stół na książkę?

2. Kiedy pływak wypycha wodę nogami do tyłu, jaka siła reakcji popycha pływaka do przodu?

3. Silnik rakietowy wyrzuca spaliny do tyłu z siłą 1000 N. Jaka siła, zgodnie z Trzecim Prawem Newtona, napędza rakietę do przodu?

4. Jeśli stoisz na wadze łazienkowej i wywierasz na nią skierowaną w dół siłę 600 N, jaką siłę wywiera na ciebie waga?

5. Kiedy wiosłujesz łodzią, wypychając wodę do tyłu za pomocą wiosła, jaka siła reakcji powoduje ruch łodzi do przodu?

Często zadawane pytania dotyczące trzeciej zasady dynamiki Newtona

Co stwierdza Trzecia zasada dynamiki Newtona?

Zgodnie z trzecią zasadą dynamiki Newtona Każde działanie wywołuje jednakową i przeciwną reakcję.

Czy trzecie prawo Newtona jest ważne dla klasy 9?

Tak, trzecia zasada dynamiki Newtona jest bardzo ważna dla klasy 9. W rzeczywistości wszystkie trzy zasady dynamiki są bardzo ważne.

Jakie są przykłady trzeciej zasady dynamiki Newtona w życiu codziennym?

W naszym codziennym życiu zdarzają się różne sytuacje, w których obserwujemy działanie trzeciego prawa Newtona. Oto niektóre przykłady wyjaśniające trzecie prawo Newtona:

• Rakieta jadąca w górę wypycha gorące gazy w dół.
• Odrzut obserwujemy, gdy wystrzelimy kulę z broni.
• Poruszając się do przodu, nogami odpychamy ziemię do tyłu.

Jaki jest wzór na trzecią zasadę dynamiki Newtona?

Wzór na trzecią zasadę dynamiki Newtona jest podany jako F_AB= F_NIEco oznacza, że ​​siła wywierana przez A na B jest równa sile wywieranej przez B na A

Co to jest siła kontaktowa i siła bezkontaktowa?

Istnieją dwa różne rodzaje sił

• Siła docisku: Siły działające tylko wtedy, gdy stykają się dwa ciała, nazywane są siłami kontaktowymi. Przykład: tarcie itp.
• Siła bezkontaktowa: Siła, która działa na dwa ciała bez kontaktu, nazywa się siłami bezkontaktowymi. Przykład: siła elektrostatyczna, siła magnetyczna itp.

Czym są pary Trzecia Zasada-Siła?

Para akcja-reakcja nazywana jest parą siły trzeciego prawa. Do takiej pary należą m.in.

• Wystrzał kuli i odrzut broni
• Rakieta leci w górę, a gorące gazy w dół

Jeśli astronauta chciałby ruszyć się w górę, w jakim kierunku powinien rzucić przedmiot? Dlaczego?

Jeśli astronauta chciał poruszyć się w górę, powinien rzucić przedmiot w dół, ponieważ siła skierowana w dół tworzy siłę reakcji skierowaną w górę, która przesuwa astronautę w górę.

Czy ciężar i siła normalna działają na klocek umieszczony na płaskiej powierzchni zwanej parą akcja-reakcja?

Tak, ciężar i siła normalna działające na klocek umieszczony na płaskiej powierzchni to pary akcja-reakcja. Tutaj ciężar obiektu działa w dół, a normalna siła działa w górę, a obie siły znoszą się, co nie powoduje przyspieszenia.