Τρίτος Νόμος του Νεύτωνα

Εισαγωγή στον Τρίτο Νόμο του Νεύτωνα

Ο Τρίτος Νόμος του Νεύτωνα, γνωστός και ως Νόμος της Δράσης-Αντίδρασης, περιγράφει τη θεμελιώδη αλληλεπίδραση μεταξύ σωμάτων. Κάθε δύναμη στη φύση εμφανίζεται ως μέρος ενός ζεύγους δυνάμεων.

Διατύπωση του Νόμου

Τρίτος Νόμος του Νεύτωνα: Όταν ένα σώμα Α ασκεί δύναμη σε ένα σώμα Β, τότε το σώμα Β ασκεί στο σώμα Α δύναμη ίσου μέτρου και αντίθετης κατεύθυνσης.

Μαθηματικά:

$$\vec{F}_{A \to B} = -\vec{F}_{B \to A}$$

ή ισοδύναμα:

$$|\vec{F}_{A \to B}| = |\vec{F}_{B \to A}|$$

Χαρακτηριστικά του Ζεύγους Δράσης-Αντίδρασης

Οι δύο δυνάμεις του ζεύγους:

1. Ίσα μέτρα: Έχουν το ίδιο μέγεθος
2. Αντίθετες κατευθύνσεις: Έχουν αντίθετη φορά
3. Ίδια διεύθυνση: Βρίσκονται στην ίδια ευθεία
4. Διαφορετικά σώματα: Ασκούνται σε διαφορετικά σώματα
5. Ταυτόχρονη εμφάνιση: Εμφανίζονται και εξαφανίζονται ταυτόχρονα
6. Ίδιο είδος: Είναι του ίδιου τύπου (π.χ. και οι δύο βαρυτικές)

Σημαντική Διευκρίνιση

Προσοχή: Οι δυνάμεις δράσης-αντίδρασης δεν αλληλοαναιρούνται γιατί ασκούνται σε διαφορετικά σώματα.

Για να αλληλοαναιρεθούν δύο δυνάμεις πρέπει να ασκούνται στο ίδιο σώμα.

Παραδείγματα Ζευγών Δράσης-Αντίδρασης

Βάρος και Αντίδραση της Γης

• Η Γη έλκει ένα σώμα με δύναμη $\vec{W}$ (βάρος)
• Το σώμα έλκει τη Γη με ίση και αντίθετη δύναμη $-\vec{W}$

Βιβλίο σε Τραπέζι

• Το βιβλίο πιέζει το τραπέζι με δύναμη $\vec{F}$
• Το τραπέζι πιέζει το βιβλίο με την κάθετη αντίδραση $\vec{N} = -\vec{F}$

Κολύμβηση

• Ο κολυμβητής σπρώχνει το νερό προς τα πίσω
• Το νερό σπρώχνει τον κολυμβητή προς τα μπροστά

Περπάτημα

• Το πόδι σπρώχνει το έδαφος προς τα πίσω
• Το έδαφος σπρώχνει το πόδι προς τα μπροστά (τριβή)

Συνηθισμένο Λάθος

Λάθος: "Το βάρος και η κάθετη αντίδραση είναι ζεύγος δράσης-αντίδρασης."

Σωστό: Δεν είναι ζεύγος δράσης-αντίδρασης γιατί:

• Το βάρος ασκείται από τη Γη στο σώμα
• Η κάθετη αντίδραση ασκείται από το έδαφος στο σώμα

Αυτές οι δυνάμεις ασκούνται στο ίδιο σώμα, άρα δεν αποτελούν ζεύγος δράσης-αντίδρασης.

Εφαρμογή σε Συστήματα Σωμάτων

Όταν δύο σώματα Α και Β αλληλεπιδρούν:

$$\vec{F}_{A \to B} = -\vec{F}_{B \to A}$$

Αν θεωρήσουμε το σύστημα των δύο σωμάτων, οι εσωτερικές δυνάμεις (δράσης-αντίδρασης) αλληλοαναιρούνται:

$$\vec{F}_{A \to B} + \vec{F}_{B \to A} = \vec{0}$$