Пам’ятаєте відчуття, коли ви відштовхуєтесь від бортика басейну і ваше тіло миттєво рухається у протилежний бік? Або як ракета злітає вгору, викидаючи гази донизу? Це і є третій закон Ньютона в дії — один з наріжних каменів фізики, з яким ми стикаємось щодня.
Що каже закон?
Ісаак Ньютон сформулював цей закон просто: “Дія завжди має рівну і протилежну протидію”. Сучасною мовою це звучить так:
Сили, з якими два тіла діють одне на одне, рівні за величиною та протилежні за напрямком.
Математично це записують як: F₁₂ = -F₂₁
Це означає, що коли ви тиснете на стіл рукою з силою 10 Н вниз, стіл тисне на вашу руку з силою 10 Н вгору. Ці сили діють на різні тіла, тому вони не скасовують одна одну.
Фізичний зміст у простих словах
Головна ідея закону — сили завжди виникають парами. Не існує окремої “сили дії” без відповідної “сили протидії”.
Коли ви ставите чашку на стіл, вона тисне на стіл донизу. Стіл у відповідь тисне на чашку вгору з такою ж силою. Саме тому чашка не провалюється крізь стіл і не злітає вгору.
Ми з вами не падаємо крізь підлогу, бо сила, з якою ми тиснемо на підлогу, зрівноважується силою, з якою підлога тисне на нас.
Закон у повсякденному житті
Відштовхування від човна
Коли ви стоїте в човні біля берега і стрибаєте на сушу, човен відпливає у протилежний бік. Ви штовхаєте човен назад — човен штовхає вас вперед.
Ходьба
Кожен наш крок — приклад третього закону. Ми відштовхуємось від землі назад, а земля штовхає нас вперед. Спробуйте пройтись по льоду, де тертя мале, і ви відчуєте, як складно рухатись, коли поверхня не може “відштовхнути” вас належним чином.
Політ птахів
Птахи змахують крилами вниз і назад, штовхаючи повітря в цьому напрямку. Повітря штовхає крила вгору і вперед, дозволяючи птаху летіти.
Зв’язок з іншими законами
Третій закон Ньютона тісно пов’язаний із законом збереження імпульсу. Коли два тіла взаємодіють, зміна імпульсу першого тіла дорівнює зміні імпульсу другого тіла з протилежним знаком.
Саме тому ракета летить вгору — вона викидає гази з великою швидкістю вниз, а сама отримує поштовх вгору.
Де закон перестає працювати?
Третій закон Ньютона діє точно лише в інерційних системах відліку. При дуже високих швидкостях, близьких до швидкості світла, потрібно враховувати теорію відносності.
У випадку електромагнітних взаємодій теж є особливості, але для більшості життєвих ситуацій закон працює бездоганно.
Чому це важливо знати?
Розуміння третього закону Ньютона допомагає нам краще розуміти світ. Від проектування ракет до вибору взуття для бігу — всюди враховують принцип дії та протидії.
Спробуйте помічати цей закон у повсякденному житті: коли відкриваєте двері, коли пливете, коли відштовхуєтесь від чогось. Фізика стане ближчою і зрозумілішою.
Третій закон Ньютона нагадує нам просту істину: у природі все взаємопов’язано. Кожна дія має свій відгук, як у фізиці, так і в житті. Спостерігайте за світом уважніше, і ви побачите цей закон усюди навколо вас.
