ニュートンの第 3 法則は力学の基本法則の 1 つです。これは、2 つの物体間の相互作用力の関係を扱います。これは、物体に加えられる作用力と、それに応じた物体の反力からなる作用反作用ペアによって決まります。この点に関して、重量力と垂直力は一方が他方の結果ではないため、作用と反作用のペアではないと言えます。
ニュートンの第三法則の概要
ニュートンの第 3 法則は、2 つの物体間の作用力と反力の間の関係に関するものです。
力の作用が内側から行われるとき、それを内力と言います。
外部から力が作用するとき、それを外力と言います。
ニュートンの第 3 法則の公式は、作用と反作用のペアの力の大きさは等しく、方向が反対であることを示しています。
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ニュートンの第三法則とは何ですか?
ニュートンの第 3 法則は、作用と反作用の原理としても知られ、アイザック ニュートン卿 (1643 ～ 1727 年) が運動とその原因に関する研究中に開発した一連の法則の一部です。第三法則は次のように述べています。
「すべての動作は、等しい反対の反応に対応します。つまり、2 つの物体の相互作用は常に等しく、反対方向に向けられます。」
要するに、それは、身体に対するすべての行為に対して、反対方向の、しかし同じ価値の反応が身体から起こることを表しています。
作用力と反力の力とその影響
何かに対して作用力が働くと、それに応じて反作用が生じます。
たとえば、上の画像が示すように、地面にボールを投げると、ボールはすぐに手に戻ってきます。動作はボールを投げることであり、反応はボールが返されることです。これは、作用と反作用のペアと呼ばれるものです。作用力の場合、反対方向で同じ値の反力が存在します。
通常の体重と力
一般に、重量力と法線力は作用と反作用のペアとして扱われます。ただし、下の図にあるように、これらはまったく異なる起源を持つ力であり、同様の方向を持っている場合とそうでない場合があるため、この分類は正しくありません。
重量の力は惑星の重力によって発生し、物体を地球の中心に向かって引っ張ります。したがって、画像のブロック 1、2、3 に見られるように、その方向は常に下向きであり、垂直方向です。地球が私たちを引き下げる力を発揮すると、私たちは反力を発揮して地球を引っ張りますが、地球の表面が私たちに垂直力を及ぼすため、私たちが沈まないだけです。
したがって、垂直抗力は接触力になります。オブジェクトが表面に接触しているときはいつでも表示されます。この力は表面に対して垂直であり、物体の位置に応じて異なる方向を持ちます。画像のブロック 1、2、3 で観察できます。垂直抗力は表面がブロックに及ぼす力であるため、その作用と反作用のペアはブロックが表面に及ぼす力となります。
内力と外力
力は、内側から外側に加えられる場合は内部的なものになりますが、外側から内側に加えられる場合は外部的なものになることもあります。通常、内部力と外部力は等しいモジュールを持ちますが、物体の運動状態に変化をもたらすことができるのは外部力だけです。
ニュートンの第三法則公式
ニュートンの第 3 法則には特定の公式はありませんが、数学的には次のように表すことができます。
\(\left|\vec{F_{AB}}\right|=-\left|\vec{F_{BA}}\right|\)
\(\left|\vec{F_{AB}}\right|\) は、物体 A が B に及ぼす力の大きさであり、ニュートン\([N]\)で測定されます。
\(\左|\vec{F_{BA}}\右|\) は、物体 B が A に及ぼす力の大きさで、ニュートン\( [N]\)で測定されます。