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作用力与反作用力

当你想打开门的时候,你会将门的手柄向自己的方向拉,你手臂上的肌肉会收缩使它的两端接近。门也会产生同样的力使自己和你的身体趋于靠近。这时,你能明显地感觉到,身体与门之间作用着两个力,一个是作用于门的力,一个是作用于你身体的力。假如门并不是朝向你的方向打开,而是需要推开,那么道理是一样的,力将门与你的距离拉远。

无论其他类型力的本质如何,这里我们提及的有关肌肉力量的情况适用于所有力。每个力都是向着相反的方向作用。形象地说,力具有两端(两个力):一端是施加在我们说的受力物理上,另一端施加在发力物体上。在力学中,以上部分通常情况下会用短短几句来解释,甚至更短,以至于影响了读者对其的理解,即“作用力与反作用力”。

图5 作用于氢气球坠儿上的力的反作用力在哪里

这个定律是说,自然界中的力是成对的出现的。当一个力发生作用的时候,就应该想到,另外的地方还有某个另外的力与之相等,但方向是相反的。两个力作用于两点之间,使它们要么接近,要么远离。

现在,我们研究作用于氢气球坠儿上的三个力P、Q、R(图5)三者分别代表氢气球的牵引力、绳子的牵引力和坠儿的牵引力。表面上,这三个力相互之间是独立的,但事实上三个力均具备与其自身相等,但是方向相反的反作用力。详细说,与力P相反的作用力作用于氢气球的绳子上,并通过绳子传到氢气球上(图6的力P 1 )。与力Q相反的作用力作用在人的手上(图6的力Q 1 ),与力R相反的作用力作用于地球上(图6的力R 1 ),因为坠儿在受到地球引力影响的同时也吸引着地球。

图6 对上图的回答,P 1 、Q 1 、R 1 分别是P、Q、R的反作用力

还需要指出的是,假如绳子的两端各有一个一千克的力向两端作用,那么请问绳子的拉力是多少?这就如同是在问,一元钱的邮票价格是多少一样。问题的答案就在问题中:绳子所受的拉力是一千克。“两个一千克的力向两边拉绳子”与“绳子受到一千克的拉力”是一样的。原因在于,除了方向相反的作用力构成的拉力外,没有其他一千克的拉力存在。忽略这一点,就会犯不该犯的错误,我们举一些例子。 10ulTklvVpD8/Tsc+RCHvVDtsUccrT455cANV1ZWM9/a2eBWa9A0OcMDIHq0x/fO

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