押すには必ず押される
- 重い壁を押すと、壁もあなたを強く押し返すので、滑って後ろへ倒れることがあります。
- 重い壁を押すと、壁があなたを強く押し返す——強く押せばあなたは後方に滑る。
- すべての力はペアの片側である；単独の押しなど存在しない。
- ニュートンの第三法則: AがBを押せば、BはAを等しく逆方向に押す。
数式で表した法則
- 二つの物体間のあらゆる相互作用に対して：$\vec F_{A\to B} = -\,\vec F_{B\to A}$。
- 大きさは等しく、向きは反対——常にその通りで、例外はありません。
- 大きさが等しく、方向が逆向き——常に例外なし。
- 物体が静止していても、動いていても、重くても軽くても成立する。
壁に $50\ \text{N}$ の力を加えます。壁はあなたにどのような力の反作用を及ぼしますか？
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第三法則により反作用の大きさは等しいため、壁は $50\ \text{N}$ で押し返します。
ニュートンの第三法則は、力は等大で____なペアとして存在することを示しています。
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大きさは等しく、方向は反対： $\vec F_{A\to B} = -\vec F_{B\to A}$ 。
一対の力は異なる物体に働く
- 一対の二つの力は異なる物体に働きます——一つはAに、もう一つはBに。
- それが相殺されない理由です：力の相殺は同じ物体に働く場合にのみ起こります。
- そのためそれらは相殺しない：相殺は同一の物体に働く力においてのみ起こる。
- Bの運動を求めるには、Bに作用する力のみを数えればよい。
作用・反作用のペアにおける二つの力は同じ物体に働きます。
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それらは異なる物体に働きます — 一つはAに、もう一つはBに。したがって、相殺されません。
作用と反作用の力が互いに相殺されないのはなぜですか？
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力が相殺されるのは、その力が同じ物体に働いている場合のみです。作用と反作用は二つの異なる物体に働きます。
三の法則はあなたの周りにある
- 歩行：足が地面を後方に押し出すと、地面があなたを前方に押し戻します。
- 歩行: 足が地面を後ろに押し、地面があなたを前に押す。
- ロケット: エンジンがガスを下方へ押し出し、ガスがロケットを上方へ押し上げる。
- どの場合でも、小さな「反作用」こそが実際にあなたを動かす力である。
第三法則のペア
ニュートンの第三法則による力は等しく、反対方向であり、異なる物体に働きます。各文を分類してください。
ロケットは $2000\ \text{N}$ の力で排気ガスを後方に押します。このとき、ガスはロケットを前方に $\text{N}$ の力で押します。
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反作用は等大かつ逆向きであるため、ガスはロケットを $2000\ \text{N}$ の推進力（スラスト）で前方へ押します。
ニュートンの第三法則に基づいている例をすべて選択してください。
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水泳、歩行、ロケットはいずれも何かに力を加え、その対象から反作用を受けています。静止している本にも第三法則のペアは存在しますが、その運動はそれらによって駆動されているわけではありません。
作用と反作用は決して互いに打ち消し合うことはない。なぜなら、それらは異なる物体に働くからである。「力が等しく逆方向なので何も動かない」と言うのは一般的な誤解である。確かに力は等しく逆方向だが、2つの別々の物体に働くため、各物体は依然として加速度を得ることができる。
ロケットエンジンは排気ガスを $2000\ \text{N}$ の力で後方へ押し出す。
- 三の法則により、ガスはロケットを $2000\ \text{N}$ で前方に押し出します。
- ロケットにかかるこの前方の力が、発射を可能にする推力である。
ニュートンの三の法則：$\vec F_{A\to B} = -\vec F_{B\to A}$ —— 力は等しく逆向きのペアとして生じます。二つの力は異なる物体に働くため、決して相殺されません。歩行、泳ぐ、ロケットの推進はいずれも、何かに押して、その物体に押し返してもらうことで成り立ちます。