《趣味物理学（续篇）》揭秘一条难解定律

2023-11-18 理论教育版权反馈

【摘要】：或许你一开始就弄懂了，但说实话，我真正理解它的原理，是在知道这条定律的10年后。一般情况下，人们会认为，“力的作用”等同于物体的位置移动。这一定律同样适用于落体运动，正是由于地球有吸引力，苹果才会掉到地上，同时，苹果对地球也有相同的引力。作为两个物体，苹果和地球都可以理解为落体，只是下落的速度不一样。相对地球来说，苹果的质量完全可以忽略不计，地球向苹果移动的距离同样如此。

牛顿^[2]提出了力学三大定律，其中“牛顿第三定律”最令人费解，即力的作用与反作用。这条定律众所周知，而且我们经常会在日常生活中用到，但真正能深入理解的人只是少数。或许你一开始就弄懂了，但说实话，我真正理解它的原理，是在知道这条定律的10年后。

和很多人讨论这条定律时，我觉得他们压根儿就没有认同这条定律。对于相对静止的物体而言，力的作用与反作用理解起来并不难，对运动的物体来说可就没那么容易了。按照定律，“作用与反作用是相同的”。我们可以想象一个例子：一匹马在拉车，马往前走，马向前拉车的力和车向后拉马的力相等。就是说，马车不会动，但为什么马车还是在往前走呢？两个相反方向的力相互作用，不是应该相互抵消吗？

关于这条定律，大家常常会产生这样的误解。难道说这条定律根本就是不正确的？当然不是，这条定律并没有错，问题出在大家没有从根本上理解它。虽然两个力的方向相反，但并不是作用在同一个物体上，所以它们之间不可能相互抵消（它们的力分别作用在车和马上，完全是两码事）。这两个力的大小相同，但并不意味着，两个大小相同的力会产生一样的效果。比方说，相同的两个力作用在不同的物体上，产生的加速度是一样的吗？力对物体的作用和物体本身之间的反作用有关系吗？

只要弄懂了这些，马车的工作原理就很容易理解了。即使马车也用相同的力向后拉马，马照样能拉着车向前走。虽然作用在车上的力和作用在马上的力是一样的，但车是靠车轮的位移向前移动的，而马是蹬在地面上的，所以车肯定会朝着马拉的方向前进。也可以换一种思路：如果马在拉车时，车对马没有形成反作用力，那么车用不着马拉，哪怕是一个很小的作用力，车也能向前走。只有马拉时，车才能克服作用在其上的反作用力。

在理解牛顿第三定律时，我们完全可以将“作用等于反作用”换成“作用力等于反作用力”，这样就很容易理解，不会出现前面的错误认识。一般情况下，人们会认为，“力的作用”等同于物体的位置移动。如此理解的话，当两个相等的力作用在不同的物体上时，产生不同作用的可能性非常大。(www.chuimin.cn)

来看看下面的例子：

一艘船被困在北极，船身被冰雪紧紧包裹，船舷被浮冰四处挤压，船舷也以相同的力作用于浮冰。冰块完全可以承受船舷的压力，但是船就不一样了。就算船身用钢材铸造，由于不是实心的，无法承受冰块的压力，所以它肯定会被冰块挤破，从而酿成惨剧。

这一定律同样适用于落体运动，正是由于地球有吸引力，苹果才会掉到地上，同时，苹果对地球也有相同的引力。作为两个物体，苹果和地球都可以理解为落体，只是下落的速度不一样。苹果和地球之间的引力是相同的，苹果得到的加速度为10米/秒2，地球的质量大得多，所以它的加速度小得多。相对地球来说，苹果的质量完全可以忽略不计，地球向苹果移动的距离同样如此。这就是我们说“苹果掉到了地上”，而不是说“苹果和地球相向落下”，或者“地球掉到了苹果上”的原因。

《趣味物理学（续篇）》揭秘一条难解定律

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