Qual è la terza legge del moto di Newton

Definizione della terza legge del movimento di Newton

La terza legge del movimento di Newton dice questo se un corpo A esercita una forza sul corpo B, allora il corpo B esercita una forza di uguale ampiezza, nella direzione opposta, sul corpo A.

Spesso viene chiamata una di queste forze "azione"  e l'altro "reazione". Usando questi due termini, un altro modo in cui le persone usano per dichiarare la terza legge del moto di Newton è dire,  Perogni azione, c'è una reazione uguale e contraria. Tuttavia, preferisco leggermente l'affermazione che ho dato in precedenza perché specifica anche l'azione e l'atto di reazione su due corpi diversi.

Le due forze menzionate qui sono chiamate a Le coppie di terza legge di Newton (o un coppia azione-reazione). Le coppie di terza legge di Newton hanno le seguenti proprietà:

1. Sono dello stesso tipo
2. Hanno la stessa grandezza
3. Agiscono in direzioni opposte
4. Agiscono sulla stessa linea
5. Agiscono per la stessa durata
6. Agiscono su due corpi separati

Ad esempio, se una persona spinge un muro, il muro esercita una forza di uguale ampiezza nella direzione opposta alla persona. La spinta della persona sul muro è una forza di contatto, e la spinta del muro sulla persona è anche una forza di contatto.

Body Diagrams e Thirdton of Motion di Newton

Prima di leggere questa sezione, assicurati di conoscere i diversi tipi di forze che emergono quando eseguiamo questi calcoli.

Per illustrare le forze che agiscono sui corpi, spesso disegniamo diagrammi di corpo libero. In questi diagrammi, disegniamo separatamente ogni corpo coinvolto in una determinata situazione, mostrando solo le forze che agiscono su quel corpo. Ad esempio, immaginiamo una mela appoggiata su un tavolo.

Il diagramma del corpo libero per la mela e il tavolo sarebbe il seguente:

Nel diagramma sopra, è possibile identificare uno La coppia di terza legge di Newton. La mela spinge sul tavolo (), e il tavolo si sposta indietro sulla mela ().

La mela è a riposo, quindi le forze sulla mela sono bilanciate (secondo la prima legge di Newton). In questo modo, la spinta verso l'alto sulla mela dal tavolo () è bilanciato dalla spinta verso il basso sulla mela da parte della Terra (dovuta alla gravità) (). È importante notare che queste due forze sonononLe coppie di terza legge di Newton. Uno è gravitazionale, l'altro è una normale forza di reazione. Il peso della mela viene dalla Terra che abbatte la mela con una forza gravitazionale. Poi,  il la mela trascina la Terra verso l'alto con una forza gravitazionale di ugual grandezza. Questa è la forza che formerebbe la coppia della terza legge con il peso della mela. Questa forza agisce la terra e questa forza non è mostrata nel diagramma.

Quindi, qualsiasi oggetto che sta sperimentando il peso sta anche tirando la Terra verso l'alto con una forza pari a quel peso. Certo, non vediamo mai la Terra che si affretta ad incontrare l'oggetto. Questo perché, secondo , . Per una spinta verso l'alto sulla Terra che ha una grandezza del peso di un tipico oggetto, l'accelerazione della Terra è estremamente piccola perché la Terra ha una massa molto grande.

Esempio di terza legge del moto di Newton

Una mela con una massa di 0,13 kg sta cadendo. Trova il peso della mela e la coppia di terza legge del peso della mela di Newton. Indica su quale corpo agisce questa seconda forza e trova l'accelerazione di questo oggetto.

In primo luogo, il peso della mela è . La coppia della terza legge di Newton è la mela che tira verso l'alto la Terra. Questo ha anche la stessa magnitudine di 1,28 N. La Terra ha una massa di 5,97 × 10²⁴ kg. L'accelerazione della Terra dovuta a questa forza è Signorina^-2, che è trascurabilmente piccolo.

Facciamo uso della terza legge del moto di Newton quando vendiamo una barca. Con la pagaia, spingiamo indietro l'acqua e, secondo la terza legge del moto di Newton, l'acqua spinge in avanti la paletta. Poiché la pagaia è attaccata alla barca, la barca si sposta anche in avanti con la pagaia. Allo stesso modo, un razzo può anche essere lanciato grazie alla terza legge del moto di Newton. Il razzo espelle una massa d'aria come scarico verso il basso, e l'aria spinge il razzo verso l'alto a sua volta.

Un buon esempio che illustra la mancata comprensione della terza legge del moto di Newton è il concetto di un'auto perpetuamente in movimento alimentata da una coppia di magneti, spesso condivisa sui siti di trolling su Internet. L'idea è illustrata di seguito:

Secondo questa idea, il magnete attaccato al cofano della macchina sarà per sempre tirato in avanti dal magnete tenuto di fronte ad esso. Poiché l'attrazione continua indefinitamente, l'auto sarebbe accelerata in avanti per sempre.

Questa idea ingenua non funziona perché, secondo la terza legge del moto di Newton, il magnete sul cofano della macchina attirerà il magnete davanti ad esso con una forza uguale e opposta (a sinistra, in questo diagramma). Poiché questo magnete è anche attaccato alla macchina dal polo, questa forza potrebbe causare il movimento della vettura all'indietro. Alla fine, le due forze si annullerebbero completamente l'un l'altra (sono le coppie di terza legge di Newton, quindi hai le stesse magnitudini e direzioni opposte), e la macchina rimarrà ferma.