牛顿第三定律内容公式 适用范围是什么
推荐文章
牛顿第三定律内容公式是什么
牛顿第三运动定律的常见表述是:相互作用的两个物体之间的作用力和反作用力总是大小相等,方向相反,作用在同一条直线上。
相互作用的两个物体之间的作用力和反作用力总是大小相等,方向相反,作用在同一条直线上,表达式为:F=-F'。
牛顿第三定律特点
牛顿第三运动定律研究的是物体之间相互作用制约联系的机制,研究的对象至少是两个物体,多于两个以上的物体之间的相互作用,总可以区分成若干两两相互作用的物体对。
作用力和反作用力是相互的,互相依赖相为依存,均以对方存在为自已存在的前提,没有反作用力的作用力是不存在的;力具有物质性,不能脱离开物体(物质)而存在;力总是两个以上物体之间的相互作用产生的。
牛顿第三定律也具有瞬时性,即作用力和反作用力的同时性,它们是同时产生、同时消失、同时变化,作用力与反作用力的地位是对等的,称谁为作用力谁为反作用力是无关紧要的。
作用力和反作用力必须是同一性质的力,即作用力为弹力反作用力也一定是弹力,反之亦然。而自然界仅有四类基本的相互作用,即电磁相互作用、引力相互作用、强相互作用和弱相互作用,所以从本质上区分力的性质也仅存在这四种,作用力与反作用力确实必须属于同一性质的力。
作用力和反作用力不能求和,即不能将第三定律写成F+F'=0,原因是作用力和反作用力分别作用在两个不同的物体上,各自产生的作用效果不同。作用力与反作用力的作用效果不能相互抵消。
牛顿第三定律适用范围
牛顿第三运动定律只适用于惯性系中实物物体之间的相互作用,如在电磁场中运动的电子,将受到电磁场力作用,但无从谈论电子对电磁场的反作用力;非惯性系中的惯性力无反作用力;由场参与的相互作用,其作用传递是需要时间,作用与反作用的同时性不成立。第三定律是独立的,但也存在适用范围。
在经典力学中,第三定律成立的条件是:宏观物体作低速运动。当物体的运动速度接近光速时,作用力和反作用的大小一般不再相等。对于接触力,该定律严格成立,对于非接触力,例如万有引力和电磁力,由于相互作用通过场以有限速度传播,需要考虑推迟效应。
具体到引力作用,由于在普遍力学问题中,物体相距较近,而相对运动速度又不大,且认为引力场是稳恒的,故该定律仍成立(严格说应是“近似成立”)。