牛顿第三运动定律

正如牛顿经典力学第三定律所描述的那样，所有的力都是成对出现的，如果一个物体对另一个物体施加力，那么第二个物体就会对xxx个物体施加一个大小相等且方向相反的反作用力。 第三定律也更一般地表述为：对于每一个动作，总是有一个相等的反作用力：或者两个物体对彼此的相互作用总是相等的，并且指向相反的部分。 两种力中哪一个是作用力，哪个是反作用力的归因是任意的。 两者中的任何一个都可以被认为是作用，而另一个是其相关的反应。

当某物对地面施加力时，地面会以相等的力向相反的方向反推。 在某些应用物理学领域，例如生物力学，这种来自地面的力被称为“地面反作用力”； 物体在地面上的力被视为“作用”。

当有人想要跳跃时，他或她会在地面上施加额外的向下力（“动作”）。 同时，地面对人施加向上的力（“反作用力”）。 如果这个向上的力大于人的体重，就会产生向上的加速度。 当这些力垂直于地面时，它们也称为法向力。

同样，车辆的旋转车轮试图在地面上向后滑动。 如果地面不太滑，则会产生一对摩擦力：车轮在向后方向上对地面的“作用”，以及地面在车轮向前方向上的“反作用力”。 该向前的力推动车辆。

地球和其他行星一样绕太阳公转，因为太阳施加的引力充当向心力，将地球固定在它身上，否则地球会飞向太空。 如果太阳的引力被认为是一种作用，那么地球同时对太阳施加一种反作用力作为引力。 地球的引力与太阳的振幅相同，但方向相反。 由于太阳的质量比地球大得多，太阳通常不会对地球的引力做出反应，但实际上它确实如此，如动画中所示（比例不精确）。 描述这两个物体的联合运动的正确方法（暂时忽略所有其他天体）是说它们都围绕质量中心运行，在天文学中称为组合系统的质心。

地球上的任何质量都会被地球引力拉下； 这个力也称为它的重量。 相应的“反应”是质量施加在行星上的引力。

如果物体被支撑以使其保持静止，例如通过悬挂它的电缆，或通过下方的表面，或通过漂浮在其上的液体，则也存在向上方向的支撑力（张力 力、法向力、浮力）。 这种支持力是一种“势均力敌”的力量； 我们知道这不是因为牛顿第三定律，而是因为物体保持静止，所以力必须平衡。

对于这种支撑力，还有一个“反作用力”：物体向下拉支撑索，或向下推支撑表面或液体。 因此，在这种情况下，存在四个大小相等的力：

• F1。 地球对物体的引力（向下）
• F2。 地球上物体的引力（向上）
• F3。 物体受力（向上）
• F4。 物体力支撑（向下）

根据牛顿第三定律，力 F1 和 F2 相等； 力 F3 和 F4 也是如此。力 F1 和 F3 相等当且仅当物体处于平衡状态并且没有施加其他力时。 （这与牛顿第三定律无关。）

如果质量悬挂在弹簧上，则与之前的考虑相同。 然而，如果这个系统随后受到扰动（例如，质量被轻微向上或向下踢），质量开始上下振荡。 由于这些加速度（以及随后的减速度），我们从牛顿第二定律得出结论，合力是造成观察到的速度变化的原因。 向下拉质量块的重力不再等于弹簧向上的弹力。 在上一节的术语中，F1 和 F3 不再相等。

然而，F1 = F2 和 F3 = F4 仍然成立，因为这是牛顿第三定律的要求。

术语“作用”和“反应”具有因果关系的误导性暗示，就好像“作用”是原因而“反应”是结果一样。