高中物理(第二十九講)牛頓第三定律

2020-12-06 跟順哥學物理

跟順哥學物理,今天我們接著學習牛頓第三定律。

看下圖,大力士能推動牆嗎?

誰動了

牛頓是英國人,他最開始寫的牛頓第三定律是用拉丁文寫的,因為人們那個時候用拉丁文寫東西,拉丁文被認為是一種很嚴謹的語言。它是這樣說的,不管任何情況下,總有一對相等的反方向的作用,或者說兩個物體之間的力,總是大小相等,方向相反,所以說的就是不等有一個力作用在物體上,對用力的物體沒有相反的作用力。

為了弄清楚,我們假設,有一個木塊,我往前推它,它也會給我一個相等的方向相反的作用力,怎麼理解呢?

最直接的證據是,我的手感受到一種壓力,我往前推,但是木塊阻礙這種推力,它不願動,所以我的手就受到壓力。如果木塊沒有給我力,我就不會感到有壓力。

再有,假設你走在沙灘上,很明顯你給沙子一個力,它是你們的重力。沙子會移動,因為它們被壓的很重,但同時,沙子沒有一直動下去,落到地下,它們反作用給你一個支持力,與你的力大小相等,方向相反,這樣讓你能站住,不然,你會陷下去。

火箭為什麼會上升

再看一個經典例子。在宇宙中,沒有什麼可以拉著火箭一直走,只能往火箭力放燃料,當燃料燃燒時,佔有的體積就會放大,從火箭內釋放出來,氣體從火箭內噴出,每個微粒都被給了一個力,儘管每個看起來很小,但是所有微粒加起來非常巨大,微粒被極大的加速,所以就會產生一個等大方向相反的力給火箭。火箭實際上是壓迫氣體,是氣體的加速反推火箭運動。雖然我們沒有看到直觀的東西來推動火箭,它只是噴出一些東西,它讓這些東西加速,就讓我得到火箭的反向運動。

下面這個情況你會怎麼辦?

出倉

假設在太空中,太空人出艙時繩子斷裂,與太空飛行器拉開一定距離,周圍又沒有什麼可以抓住或者依靠的東西,又沒有攜帶微型推進器,太空人怎麼辦?

我們知道,太空中重力微弱,一旦與航空器分開,太空人會一直在太空漂浮,有可能永遠也回不來。這種情況下太空人要做的就是用身上攜帶的最重的物體,用力朝太空飛行器相反的方向拋出,這樣太空人會得到一個反推力,將太空人推向太空飛行器,從而獲救。

力是物體對物體的作用,只要談到力,就一定存在受力物體和施力物體。大量事實證明,兩個物體之間的作用力和反作用力總是大小相等,方向相反,作用在一條直線上,這就是牛頓第三定律。

一定質量的物體,它的加速度由它所受的合力決定,因此,要了解物體的運動,就必須對它的受力情況進行分析,在高中物理學部分,我們遇到的力主要是重力、彈力和摩擦力。

重力的作用點是物體的重心,方向垂直向下。物體所受的彈力和摩擦力這是與他接觸的物體對它的作用力。當兩個接觸面相互擠壓時,接觸面存在著彈力,通常稱為壓力,方向與接觸面垂直,當兩個粗糙的接觸面發生相對運動或者具有相對運動趨勢時,接觸面便存在滑動摩擦力或者靜摩擦力,力的方向與接觸面平行。

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