牛頓第三運動規律
編輯正如牛頓經典力學第三定律所描述的那樣,所有的力都是成對出現的,如果一個物體對另一個物體施加力,那么第二個物體就會對xxx個物體施加一個大小相等且方向相反的反作用力。 第三定律也更一般地表述為:對于每一個動作,總是有一個相等的反作用力:或者兩個物體對彼此的相互作用總是相等的,并且指向相反的部分。 兩種力中哪一個是作用力,哪個是反作用力的歸因是任意的。 兩者中的任何一個都可以被認為是作用,而另一個是其相關的反應。
例子
編輯與地面的互動
當某物對地面施加力時,地面會以相等的力向相反的方向反推。 在某些應用物理學領域,例如生物力學,這種來自地面的力被稱為“地面反作用力”; 物體在地面上的力被視為“作用”。
當有人想要跳躍時,他或她會在地面上施加額外的向下力(“動作”)。 同時,地面對人施加向上的力(“反作用力”)。 如果這個向上的力大于人的體重,就會產生向上的加速度。 當這些力垂直于地面時,它們也稱為法向力。
同樣,車輛的旋轉車輪試圖在地面上向后滑動。 如果地面不太滑,則會產生一對摩擦力:車輪在向后方向上對地面的“作用”,以及地面在車輪向前方向上的“反作用力”。 該向前的力推動車輛。
引力
地球和其他行星一樣繞太陽公轉,因為太陽施加的引力充當向心力,將地球固定在它身上,否則地球會飛向太空。 如果太陽的引力被認為是一種作用,那么地球同時對太陽施加一種反作用力作為引力。 地球的引力與太陽的振幅相同,但方向相反。 由于太陽的質量比地球大得多,太陽通常不會對地球的引力做出反應,但實際上它確實如此,如動畫中所示(比例不精確)。 描述這兩個物體的聯合運動的正確方法(暫時忽略所有其他天體)是說它們都圍繞質量中心運行,在天文學中稱為組合系統的質心。
支撐質量
地球上的任何質量都會被地球引力拉下; 這個力也稱為它的重量。 相應的“反應”是質量施加在行星上的引力。
如果物體被支撐以使其保持靜止,例如通過懸掛它的電纜,或通過下方的表面,或通過漂浮在其上的液體,則也存在向上方向的支撐力(張力 力、法向力、浮力)。 這種支持力是一種“勢均力敵”的力量; 我們知道這不是因為牛頓第三定律,而是因為物體保持靜止,所以力必須平衡。
對于這種支撐力,還有一個“反作用力”:物體向下拉支撐索,或向下推支撐表面或液體。 因此,在這種情況下,存在四個大小相等的力:
- F1。 地球對物體的引力(向下)
- F2。 地球上物體的引力(向上)
- F3。 物體受力(向上)
- F4。 物體力支撐(向下)
根據牛頓第三定律,力 F1 和 F2 相等; 力 F3 和 F4 也是如此。力 F1 和 F3 相等當且僅當物體處于平衡狀態并且沒有施加其他力時。 (這與牛頓第三定律無關。)
彈簧質量
如果質量懸掛在彈簧上,則與之前的考慮相同。 然而,如果這個系統隨后受到擾動(例如,質量被輕微向上或向下踢),質量開始上下振蕩。 由于這些加速度(以及隨后的減速度),我們從牛頓第二定律得出結論,合力是造成觀察到的速度變化的原因。 向下拉質量塊的重力不再等于彈簧向上的彈力。 在上一節的術語中,F1 和 F3 不再相等。
然而,F1 = F2 和 F3 = F4 仍然成立,因為這是牛頓第三定律的要求。
因果誤解
編輯術語“作用”和“反應”具有因果關系的誤導性暗示,就好像“作用”是原因而“反應”是結果一樣。
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