Кем был сформулирован закон, что действию всегда есть равное противодействие
Давайте отправимся в увлекательное путешествие в мир физики, чтобы исследовать один из фундаментальных законов, который лежит в основе нашего понимания движения и взаимодействия объектов: закон действия и противодействия. Этот закон, часто называемый третьим законом Ньютона, является краеугольным камнем классической механики. 🧐
В своей исторической формулировке, Исаак Ньютон 👨🔬 изложил этот принцип следующим образом: «Действию всегда есть равное и противоположное противодействие, иначе — взаимодействия двух тел друг на друга между собою равны и направлены в противоположные стороны.» Это значит, что когда одно тело оказывает силу на другое, второе тело мгновенно отвечает силой той же величины, но в противоположном направлении. 🔄
Разберем это подробнее:
- Неразрывность пар сил: Силы действия и противодействия всегда выступают в паре. Это не две отдельные силы, а два аспекта одного и того же взаимодействия. 🤝
- Равенство по величине: Сила, которую первое тело прикладывает ко второму, абсолютно равна по модулю силе, которую второе тело прикладывает к первому. ⚖️
- Противоположность по направлению: Эти силы направлены в противоположные стороны вдоль одной и той же прямой, соединяющей два взаимодействующих тела. ↔️
- Закон не описывает ситуацию, когда сила приложена к одному телу, а реакция к другому. Это всегда взаимодействие двух тел.
- Силы действия и противодействия всегда имеют одинаковую природу (например, обе силы — гравитационные, или обе — силы трения).
- Закон справедлив для любых типов сил: гравитационных, электромагнитных, упругих и т.д.
- Силы действия и противодействия приложены к разным телам, поэтому они не могут уравновешивать друг друга.
📜 История открытия: Ньютон и его «Начала»
Этот фундаментальный закон был открыт Исааком Ньютоном примерно в 1666 году, но был официально опубликован в его монументальном труде «Математические начала натуральной философии» в 1687 году. ✍️ Именно в этой работе Ньютон систематизировал и изложил свои три закона движения, которые стали основой для понимания механики на многие столетия. 📚
Важные моменты:
- Ньютон не просто «придумал» эти законы. Он обобщил результаты множества экспериментов и наблюдений. 🔭
- Его работа стала революцией в науке, предоставив строгую математическую основу для описания движения. 📐
- Законы Ньютона, включая закон действия и противодействия, являются аксиомами, то есть утверждениями, которые не требуют доказательства, но лежат в основе всей теории. 💯
💡 Связь с другими законами Ньютона: Единая система
Закон действия и противодействия неразрывно связан с первыми двумя законами Ньютона. Он дополняет их, создавая единую систему для описания движения. 🔄
Напомню вкратце:
- Первый закон Ньютона (закон инерции): Тело сохраняет состояние покоя или равномерного прямолинейного движения, пока на него не действует сила. 🚶♂️
- Второй закон Ньютона: Сила, действующая на тело, равна произведению массы тела на его ускорение: ∑ F → = m a →. 🚀
- Закон инерции описывает поведение тела в отсутствии сил.
- Второй закон определяет, как сила вызывает ускорение.
- Третий закон говорит о том, как силы возникают и взаимодействуют между телами.
🤯 Открытие закона силы: Гравитация
Ньютон также открыл закон всемирного тяготения, который описывает гравитационное взаимодействие между телами. 🍎 Этот закон гласит, что сила гравитационного притяжения между двумя телами:
- Действует вдоль прямой, соединяющей центры масс этих тел. 📏
- Пропорциональна произведению масс этих тел. ⚖️
- Обратно пропорциональна квадрату расстояния между их центрами. 📐
- Закон всемирного тяготения является примером действия сил, подчиняющихся закону действия и противодействия.
- Гравитационная сила притяжения между двумя телами — это пара сил действия и противодействия.
🕰️ Ограничения законов Ньютона: Приход Эйнштейна
Несмотря на свою универсальность, законы Ньютона имеют свои ограничения. 🧐 Они работают очень хорошо в условиях обычных скоростей и гравитаций, но перестают быть точными при очень высоких скоростях или очень сильных гравитационных полях.
- В 1905 году Альберт Эйнштейн 👨🔬 представил свою специальную теорию относительности (СТО), которая показала, что законы Ньютона — это лишь приближение, применимое в определенных условиях.
- СТО показала, что пространство и время не являются абсолютными, как предполагал Ньютон, и что скорость света постоянна для всех наблюдателей. 💫
- Законы Ньютона по-прежнему остаются важными и широко используемыми в большинстве практических задач.
- Они являются отличным приближением для описания движения в повседневной жизни. 🚗
📌 Выводы: Значение закона действия и противодействия
Закон действия и противодействия — это фундаментальный принцип, который помогает нам понять, как взаимодействуют объекты в физическом мире. 🌍 Он показывает, что любое действие вызывает равное и противоположное противодействие, что лежит в основе множества явлений, от движения планет до ходьбы человека. 🚶♀️ Этот закон является краеугольным камнем классической механики, и понимание его принципов необходимо для изучения физики. 📚
❓ FAQ: Ответы на частые вопросы
Q: Что такое сила действия и сила противодействия?A: Сила действия — это сила, которую одно тело оказывает на другое, а сила противодействия — это сила, которую второе тело оказывает на первое. Они всегда равны по величине и противоположны по направлению.
Q: К каким телам приложены силы действия и противодействия?A: Силы действия и противодействия приложены к разным телам. Это важно, так как они не могут уравновешивать друг друга.
Q: Почему мы не «проваливаемся» сквозь пол, когда стоим?A: Когда вы стоите на полу, вы давите на него с силой, равной вашему весу (сила действия). Пол, в свою очередь, оказывает на вас силу той же величины, но направленную вверх (сила противодействия). Именно эта сила противодействия и поддерживает вас.
Q: Применимы ли законы Ньютона всегда?A: Нет, законы Ньютона являются хорошим приближением для большинства ситуаций в повседневной жизни, но они не работают при очень высоких скоростях, сравнимых со скоростью света, или при очень сильных гравитационных полях.
Q: Кто открыл закон действия и противодействия?A: Закон действия и противодействия был открыт и сформулирован Исааком Ньютоном.