Trzecia zasada dynamiki: dlaczego akcja i reakcja nie zatrzymują ruchu?

Potrzebne wiadomości: Siła jako wektor, masa i druga zasada dynamiki.

Dwa ciała, dwa równania

Dla pary oddziałujących ciał A i B w szkolnym opisie klasycznym mamy \vec F_{A\to B}=-\vec F_{B\to A}. Siły są równe co do wartości i przeciwne, ale nie sumujemy ich w równaniu ruchu jednego z tych ciał. Dopiero po potraktowaniu obu ciał jako jednego układu ta para staje się wewnętrzna.

Książkę na stole Ziemia przyciąga w dół, a stół podtrzymuje w górę. Te siły mogą się równoważyć, lecz nie są parą akcja–reakcja. Partnerem siły Ziemi na książkę jest siła książki na Ziemię. Partnerem siły stołu na książkę jest nacisk książki na stół.

Przykład z dwoma wózkami

Dwa wózki o masach 2 kg i 3 kg odpycha lekka sprężyna. W danej chwili działa na każdy z nich siłą o wartości 6 N. Przy pomijalnych innych siłach poziomych pierwszy ma przyspieszenie 3 m/s², drugi 2 m/s², w przeciwnych zwrotach. Równe siły nie oznaczają równych przyspieszeń.

Przy analizie całego układu wózków siły sprężyny znoszą się jako siły wewnętrzne; nie oznacza to, że wózki nie mogą zmienić odległości między sobą. O ruchu środka masy decyduje wypadkowa zewnętrzna. W bardziej ogólnym opisie elektromagnetycznym bilans pędu może wymagać uwzględnienia pola; tutaj pozostajemy przy prostych oddziaływaniach mechanicznych.

Zadania do tego tematu

• Dwie osoby na lodzie odpychają się z różnymi przyspieszeniami
• Książka na stole i właściwe pary sił
• Dwa stykające się klocki: siła kontaktu zależy od miejsca pchania
• Siłomierz między dwiema osobami ciągnącymi po sto niutonów

Dalsza lektura

Materiał referencyjny