Какво гласи третият закон на Нютон?

Вероятно знаеш, че Земята те дърпа надолу към себе си. Но може би не осъзнаваш, че ти също дърпаш Земята нагоре към себе си. Например ако Земята те дърпа надолу с гравитационна сила от 500N, ти също дърпаш Земята нагоре със сила от 500N. Този забележителен факт е илюстрация на третия закон на Нютон.

Трети закон на Нютон: Ако обект А упражнява сила върху обект Б, тогава обект Б трябва да упражнява сила със същата големина и противоположна посока върху обект А.

Този закон показва определена симетрия в природата: силите винаги се появяват по двойки и един обект не може да упражнява сила върху друг обект, без той самият да изпитва сила. Ние понякога свободно наричаме този закон "закон за действието и противодействието": упражнената сила е действието, а изпитаната в резултат на това сила е противодействието.

Можем лесно да видим третия закон на Нютон в действие като разгледаме как се движат хората. Да разгледаме плувкиня, която се оттласква от стена на басейн, както е показано по-долу.

Плувкиня се изтласква с крака от стената на басейн и се ускорява по посока на дължината на басейна. Стената упражнява равна по големина и противоположна по посока сила обратно върху плувкинята. Може да си мислиш, че две равни по големина и противоположни по посока сили ще се компенсират, но това не се случва, защото са приложени върху различни системи. В този случай има две системи, които бихме могли да разглеждаме: плувкинята или стената. Ако разглеждаме плувкинята, както е показано на картинката по-долу, тогава $F_{\text{стена на крака}}$‍ е външна сила върху системата и се отразява върху движението ѝ. Плувкинята се премества в посоката на $F_{\text{стена на крака}}$‍. Обратно, силата $F_{\text{крака на стена}}$‍ действа върху стената, а не върху системата, която разглеждаме. Следователно $F_{\text{крака на стена}}$‍ не влияе директно на движението на системата и не се унищожава с $F_{\text{стена на крака}}$‍. Обърни внимание, че плувкинята натиска в противоположна посока на посоката, в която иска да се придвижи. По този начин реакцията от нейното бутане е в желаната посока.

Лесно е да се намират примери, които илюстрират третия закон на Нютон. Когато преподавателка снове пред черната дъска, тя прилага сила назад върху пода. Подът прилага сила на реакция напред върху преподавателката, която сила я кара да се ускорява напред.

Аналогично, кола се ускорява, защото земята бута напред колелетата като реакция на това, че колелетата бутат назад земята. Можеш да се убедиш в това, че колелетата бутат назад по това, че ако има камъчета по пътя, колата ги изхвърля силно назад.

В друг пример ракетите се придвижват напред, като изхвърлят газ назад с висока скорост. Това означава, че ракетата упражнява голяма сила назад върху газа в горивната камера на ракетата, а газът следователно упражнява голяма реакционна сила напред върху ракетата. Тази сила на реакция се нарича тяга. Често погрешно се счита, че ракетите се задвижват като натискат земята или въздуха зад тях. Всъщност те работят по-добре във вакуум, където могат по-лесно да изхвърлят непотребните газове.

Хеликоптерите по подобен начин създават подемна сила, като избутват въздух надолу, което води до сила, избутваща ги нагоре. Птиците и самолетите също летят, като упражняват върху въздуха сила в посока, противоположна на посоката им на движение. Например крилата на птица изместват въздух надолу и назад, за да се издигнат нагоре и напред.

Човек кара количка 1 надясно, като същевременно избутва количка 2, върху която има тежък хладилник. Общата маса на количка 2 и хладилника е три пъти по-голяма от общата масата на количка 1 и човека. Ако човекът кара с достатъчна мощност, че двете колички да ускоряват надясно, какво можем да твърдим със сигурност за големините на силите върху количките?

Кутия стои в покой на маса, както е показано на изображението по-долу. В таблицата под изображението са изредени разни сили.