A tankönyvem így magyarázza Newton harmadik törvényét:
Ha egy Az A objektum erőt fejt ki a B objektumra, majd a B objektum egyenlő, de ellentétes erőt fejt ki az A objektumra.
Ezután ezt mondja:
Newton 3. törvénye minden helyzetben és minden típusú erőre érvényes. De az erőpár mindig ugyanaz a típus, pl. Mind gravitációs, mind elektromos.
És: Ha van egy könyv az asztalon, a könyv erőt fejtett ki az asztalra (súly a gravitáció miatt), és az asztal egyenlő és ellentétes erővel reagál. De az asztalra ható erő a gravitációnak köszönhető (ez megegyezik-e a gravitációs erővel?), És az asztaltól a könyvig ható kényszer reakcióerő. Tehát az egyik gravitációs, a másik pedig nem. Ezért ez nem Newton harmadik törvénye, mivel az erőknek azonos típusúaknak kell lenniük.
Megjegyzések
- Ön ‘ meglehetősen zavaros és pontatlan magyarázatot kaptak. A kérdésre adott válasz ugyanazokba a kérdésekbe burkolódik, mint a labda kérdésére adott válasz. A newtoni páros a könyv ereje az asztalon, és a táblázat ereje a könyvön. Mindkettő nagyságrendileg megegyezik a könyv súlyával, de ez azért van, mert a probléma statikus (semmi sem megy át gyorsuláson). Azt javaslom, hogy először próbálja megérteni a másik kérdést, majd térj vissza erre a kérdésre.
- Sajnálom, hogy kissé rosszul értem a kérdést, a gravitáció hat a könyvre, és a felfelé toló asztal a könyvre hat. Tehát mindketten a könyvre hatnak.
- @dmckee, szerkesztettem a kérdésemet, és úgy gondolom, hogy ez más?
- Igen. És mivel a könyv nem gyorsul fel, tudod a $ F_g = -F_N $ -t. Ismered a t Az asztal úgy érzi, hogy a könyv $ -F_N = F_g $ erővel bír. Értettem?
- @dmckee, én ‘ végül összezavarodtam, így a kérdést a semmiből írtam át.
Válasz
És: Ha van könyv egy asztalon, a könyv erőt gyakorol a táblázat (súly a gravitáció miatt),
Itt tévedtél. A könyv által az asztalra kifejtett erő nem gravitációs erő, ez normális erő.
és a táblázat egyenlő és ellentétes erővel reagál.
Ez is normális erő. Tehát a könyv (normális) erőt fejt ki az asztalra, az asztal pedig (normális) erőt gyakorol a könyvre.
De az asztalra ható erő a gravitációnak köszönhető (ez megegyezik-e a gravitációs erővel?),
Nem, nem, és valójában ez az erő (a normál erő) csak közvetve a gravitációnak köszönhető. Az egyetlen releváns gravitációs erő a Föld által a könyvre kifejtett erő. És a könyv egy gravitációs erőt is visszahat a Földre, de mivel a Föld olyan nehéz, ennek az erőnek nincs észrevehető hatása. (A Föld gravitációs erőt fejt ki az asztalra és az asztalra is a Földön, de ezeknek ebben az adott forgatókönyvben nincs annyira jelentősége.)
Válasz
Ez a tanítványaimnál is általános tévhit, és ennek megértéséhez egyetlen módja van, hogy muszáj megragadnia mindazokat az erőket, amelyek mindkét objektumra hatnak (összesen öt erő )!
A dolgok egyértelműbbé tétele érdekében azt az erőt jelölöm meg, amellyel a táblázat a könyvre hat $ F_ {12} $ és nem $ F_ \ text {N} $! Tegyük fel továbbá, hogy a $ z $ tengely függőlegesen felfelé áll, ezért a pozitív erők felfelé, a negatív erők pedig lefelé tolódnak. .
Két erő hat a könyvre, annak gravitációs ereje $ -F_ \ text {g, book} $ (lefelé) és a táblázat ereje a $ F_ {12} $ (felfelé) könyvön. A könyv első Newton-törvényének megfelelően nagyságrendileg megegyeznek
$$ F_ {12} – F_ \ text {g, book} = 0 . $$
A th Az e harmadik Newton-törvény könyvnek $ -F_ {12} $ (lefelé) erővel kell az asztalra hatnia. Tehát három erő hat az asztalra: gravitációs ereje $ -F_ \ text {g, table} $, erő a $ -F_ {12} $ könyv (lefelé is) és a talaj ereje $ F_ \ text {N} $ (felfelé)!
Most írjuk meg az első Newton-törvényt a táblázat
$$ F_ \ text {N} – F_ {12} – F_ \ text {g, table} = 0. $$
Következésképpen
$$ F_ \ text {N} = F_ {12} + F_ \ text {g, table} = F_ \ text {g, book} + F_ \ text {g, table} $$
A szárazföldi erőnek támogatnia kell a könyvet és az asztalt is! Ez nem nyilvánvaló?
Következtetés: Tehát a harmadik Newton-törvény tökéletesen érvényes erre az esetre is!
Ha még mindig nem érted t, írj a papírra, az asztalra és mind az öt erőre (kettő a könyvre és három az asztalra).
Megjegyzések
- Miért nem ugyanaz az erő ‘ t $ F_g $ és $ F_N $, mint a gravitáció miatt nyomja le az asztalt.
- $ -F_ \ text {g, book} $ a könyv gravitációs (lefelé) ereje, a $ F_ \ text {N} $ pedig a tábla (felfelé) ereje . Az első Newton ‘ törvény szerint nagyságrendileg egyenlőek és irányban ellentétesek. Ez két külön erő.
- @Jonathan. Szerkesztettem a válasz, hogy megkülönböztessük az erő közötti $ F_ {12} $ közötti különbséget a könyv és az asztal, valamint a földi erő között.
Válasz
A nyilvánvalóvá tétel egyik módja az, ha elgondolkodunk azon, hogy a lefelé irányuló lendület mennyire áramlik ng. A könyv egyre lendültebbé válik a Földtől (a gravitáció útján történő mozgás révén), és ez a lefelé irányuló lendület lefelé áramlik az asztalhoz, az asztalon át a lábakig, majd az asztal lábain keresztül vissza lefelé a Földre, lefelé irányuló impulzus zárt áramkört hoz létre, mint egy zárt elektromos áramkör.
Valahányszor a lendület elhagy egy A tárgyat és belép egy másik B tárgyba, azt mondjuk, hogy erő A és B között hat. , és ezzel egyidejűleg, hogy egy reakcióerő B-től A-ig hat (mivel a B által nyert lendület az A által elveszített lendület). Ez Newton harmadik törvénye.
Ebben az áramkörben a lefelé irányuló lendület megy
Earth $ \ rightarrow $ book $ \ rightarrow $ table $ \ rightarrow $ Earth
Tehát van egy cselekvés / reakció pár a Földtől a könyvig (a Föld húzza a könyvet és átadja a lendületet neki, és a könyv húzza a Földet, egyenlő mennyiségű negatív lefelé irányuló lendületet visz át — vagy felfelé irányuló lendület — a Földre). Van egy cselekvési reakciópár a könyvtől az asztalig (a könyv egy kontaktus normális erőn keresztül továbbítja az impulzust az asztalra, az asztal pedig negatív lefelé -momentum a könyvhöz ugyanolyan kontakt normál erővel), akkor a táblázatnak van egy cselekvési / reakció párja a Földdel (a táblázat a lefelé irányuló lendületet küldi a Földre, a Föld pedig negatív lefelé irányuló lendületet küld a táblázatba)
Ezen áramlások mindegyike leírja, hogy egy konzervált mennyiség, nevezetesen a lefelé irányuló lendület hogyan halad át helyről-másikra. Ezt a legkönnyebb töltésáramokkal rendezni, mivel használja a töltéssel ellentétben, a lendület vektor.
Válasz
Newton harmadik törvénye az objektumok párjának kölcsönhatásáról szól. Az egyik tárgyra ható erő egyenlő és ellentétes a másik tárgyra ható erővel. Tehát soha nem lehet egy harmadik törvénypár, amely ugyanarra az objektumra hat.
A reakcióerő és a súlyerő egyenlősége semmi köze a harmadik törvényhez, és éppen a könyvre ható erőkre alkalmazott első törvény eredményeként jön létre.
Nézzünk meg néhány harmadik törvénypárt ebben a forgatókönyvben:
- A könyv súlya és a föld súlya. Igen, a földet a könyv húzza fel, de mivel $ F = ma $ és a föld több, mint egy kicsit nehezebb, nem eredményez nagy mozgást a földön a könyv megjelenésekor!
- Az asztal normális ereje a könyvön és a könyv az asztalon. Az az erő, amelyet a könyv az asztalra fejt, normális erő, nem súlyerő. (A könyv súlya nem az asztalra hat, hanem a könyvre.) Ez “s az első törvény miatt ismét nagyságrendileg megegyezik a könyv súlyával. A könyv és az asztal nyomja egymást. Valószínűleg jobb úgy gondolni, hogy a normál erő a táblázatban és a könyvben található molekulák közötti elektromágneses erők által generálódik. Ilyen normális párot kap az ember falra támaszkodó példájában.
- Az íróasztal és a föld közötti normál erők
- Az íróasztal és a föld közötti súlyerők
- (A könyv és az asztal közötti gravitációs erők elhanyagolhatók.)
1. erő = 2. erő nagyságrendileg az 1. törvény, nem a 3. törvény szerint. (Ugyanez a 3. és 4. erő esetén is.)
Megjegyzések
- Gondolhatunk-e a könyv-táblázat normál erőre, hogy mind a könyv, mind az asztal normális / kontakt erőt fejt ki? Vagy csak 1 van belőlük? Minden könyvben kimondják, hogy a normál erőt a táblázat gyakorolja. Miért nem fejt ki a könyv ‘ érintkezési erőt a táblázatban, így a ” táblázat úgy érzi, hogy ” a könyv ereje és a reakció ereje, amelyet a könyv az asztalon fejt ki?
- @ AntoniosSarikas Olvassa el a választ.” Az egyik tárgyra ható erő egyenlő és ellentétes a másik tárgyra ható erővel. ” Kulcsszavak: ” EGYÉB TÁRGYAK “.
- @AntoniosSarikas Kérjük, olvassa el a választ. A könyv normál erőt fejt ki az asztalra, az asztal pedig normális erőt fejt ki a könyvre. A normális a támogató erő.
Válasz
Itt sok kérdés a “normális erőről” szól, de az az érzésem, hogy még mindig zavarodik, mi ez.
Először vegye figyelembe a könyvet – függetlenül attól, hogy az asztalon pihen, vagy sem, van súlya. Itt súly különbözik a tömegtől. A tömeg a m $ tömeg $ szorzat a Föld gravitációja miatt mért gyorsulás, vagy ismertebb módon $$ F = mg $$
Ugyanez vonatkozik a asztal. Most ez a fontos rész – A súly nem “t gravitációs erő. Az a gravitációs erő, amelyre gondol, $$ F_g = \ frac {Gm_1 m_2} {r ^ 2} $ $ formában van kifejezve és ez az erő a két test közötti gravitációs vonzerő miatt.
Az asztal és a könyv esetében a gravitációs vonzerő teljesen elhanyagolható, mivel mindkettőjük annyira kicsi. a könyv miatti tapasztalatok az, amit normál erőnek neveznek .
A táblázat ekkor egyenlő és ellentétes erő. Ez is világosan látható, mert ha az asztal nem fejt ki egyenlő és ellentétes erőt, akkor a könyv lefelé gyorsul. De az egész rendszer nyugalomban van, ezért a könyv-asztal rendszer teljes erejének nullának kell lennie.
EDIT: @AndrewC az alábbi megjegyzésekben megemlítette, miért téves a korábbi érvelésem. Alapvetően a normál erő csak közvetetten a gravitációnak köszönhető. A Khan Akadémia remekül magyarázza ezeket a fogalmakat.
Kommentárok
- Nonono , a ” ha a tábla nem ‘ nem egyenlő és ellentétes erőt fejt ki ” argumentummal a Newton ‘ s első törvény. Ha ez ‘ s amit Newton ‘ harmadik törvénye mondott ( minden műveletnek egyenlő és ellentétes reakciója van) , azt jelentené, hogy soha nem mozdult semmi! A pótkocsim egyenlő és ellentétes feszültséget fejt ki az autómra, még akkor is, ha ‘ gyorsulok.
- Szeretné elmagyarázni a Súlyerővel kapcsolatos érdekes állítását gravitációs erő?
- Newton ‘ első törvénye szerint minden, ami ‘ mozog, folyamatosan mozog, és bármi hogy a ‘ nyugalmi állapotban marad, hacsak nincs külső ereje. Ebben az esetben a külső erő a gravitáció, amely megpróbálja lehúzni a könyvet. Ezt az erőt szépen megszünteti az az erő, amelyet a táblázat a könyvre gyakorol.
- Az a lényeg, hogy az utolsó bekezdésed úgy hangzik, hogy ‘ s Newton ‘ harmadik törvénye az egyenlő és ellentétes kifejezés használatával, de ‘ valójában Newton ‘ első törvénye. Ez ‘ pontosan az a zűrzavar, amelyet a tankönyv megpróbált elkerülni, és a kérdés megpróbálja kiválogatni, ezért ‘ ebben a kontextusban nem hasznos .
- Úgy gondoltam, hogy érdekes pontot tesz a súlyerő és a gravitációs erő megkülönböztetésében (talán a gyakorlatban a $ g = 9,81 m / s ^ 2 $ és a $ Gm_E / r_E ^ 2 $ közötti eltérésről) de valójában azt hiszem, hogy csak hibázott. A súly a gravitáció miatti erő abban az értelemben, amelyet ‘ a válaszában használ, és a megkülönböztetést fontosnak nevezi, ebben az összefüggésben félrevezető.
Válasz
Rendeznie kell ezeket az ötleteket.
1 Ingyenes testdiagramok: Könyvtábla Könyv és föld Táblázat és föld
2 az erőpárokat az erő “fajtája” szerint rendezi:
Az interakció kontaktus ( elektromos erő hatására) A gravitáció az egyes testek által okozott erő.
Tehát a könyv-asztal erőpárokkal rendelkezik az interakciós erők miatt, kiegyensúlyozottak és ellentétesek, a könyv miatt normálisnak, az asztal miatt normálisnak nevezik őket. Mindkettő ugyanaz. Rendezve.
A könyv-föld erőpárral rendelkezik, mivel mindegyik másra hat. Mind az azonos típusú, egyenlő és ellentétes erők, mind a különböző testeken
A föld-föld érintkezik, ami elektromos kölcsönhatás az elektronikus töltés szintjén. Egyenlő, ellentétes, ugyanakkor azonos típusú erő.
Végül mindegyik tömegnek van gravitációs képessége, és a tömeg erőt gyakorol a másik tömegre – MEGJEGYZÉS: “más tömegre !!!!” Megint ugyanaz a fajta erő.
Az N3 feltételei: Egyenlő nagyságrend Ellenkező irány Egyforma erő