Početna veličina slova
Dosadašnja razmatranja Newtonovih zakona (prvog i drugog) pokazala su nam kakvu vrstu gibanja tijela određuje rezultantna sila u slučajevima kada je jednaka i kada je različita od U svakom slučaju ostaju neka otvorena pitanja:
Otkud zapravo “dolazi” sila koja će djelovati na neko tijelo? Može li tijelo samo sebe ubrzati? Može li tijelo samo sebe podignuti uvis?
Pogledajmo animaciju.
Primjer 1.
Animacija prikazuje skejtera koji namjerava prijeći nekoliko metara na podlozi, no nema skejterskog iskustva, tj. ne zna skejtati. Za svoje prve metre može upotrijebiti zgradu uz koju se nalazi. Iz iskustva znamo da će, ako se skejter odgurne od zgrade, zgrada gurnuti njega i upravo će zbog toga ostvariti željeno gibanje. Zaključujemo da je zgrada omogućila skejteru, tj. tijelu gibanje jer je proizvela silu potrebnu za gibanje tijela.
Općenito, uvijek kada jedno tijelo djeluje na drugo nekom silom, drugo će tijelo na prvo djelovati silom jednakog iznosa, ali suprotne orijentacije. Te dvije sile opisuju međudjelovanje dvaju tijela i jedna bez druge ne bi postojale.
Svako međudjelovanje dvaju tijela iskazuje treći Newtonov zakon.
Ako tijelo A djeluje silom na tijelo B, tada i tijelo B djeluje iznosom jednakom, ali suprotno orijentiranom silom na tijelo A.
Taj se zakon katkad naziva i zakon akcije i reakcije, odnosno zakon sile i protusile. Vektorski je zapis tog zakona:
Primijetimo da nam treći Newtonov zakon govori da se sile uvijek javljaju u parovima kao rezultat međudjelovanja dvaju tijela. Pritom se vanjska sila koja djeluje na tijelo naziva akcija, a sila koja se njoj nasuprot javlja naziva se reakcija.
U sila-protusila problemima događa se međudjelovanje dvaju tijela između kojih se javljaju dvije sile koje zbog toga nikada nemaju hvatište u istom tijelu.
Za gibanje rakete potrebno je izbacivanje izgorenog plina na jednu stranu kako bi se raketa gibala na suprotnu. Isto tako, zrakoplov elisom gura zrak, a u isto vrijeme zrak gura elisu zrakoplova na suprotnu stranu. Propeler broda odguruje vodu nekom silom, a voda silom jednakog iznosa, ali suprotne orijentacije, omogućuje gibanje broda po jezeru, rijeci ili moru.
Treći Newtonov zakon uveo je bit djelovanja okoline na gibanje tijela. Bez okoline, tijela nemaju mogućnost gibanja. Pritom će međudjelovanje dvaju tijela biti određeno pojavom dviju sila jednakog iznosa i suprotne orijentacije.
U uvodu je bilo postavljeno pitanje: Može li tijelo samo sebe ubrzati ili podignuti uvis?
Odgovor je NE MOŽE ako nije u međudjelovanju s okolinom.
Istražite valjanost trećeg Newtonova zakona
Potreban pribor: dinamometar, dva stalka s koloturima, dvije niti (duljine oko ), ljepljiva vrpca, arak neprozirnog papira.
Složite uređaj kao na slici.
Presavijenim papirom pokrijte dinamometar. Na jedan njegov kraj ovjesite uteg mase a drugi kraj pričvrstite ljepljivom vrpcom za stol. Oslobodite nit od stola i na nju ovjesite uteg mase
Što pretpostavljate? Koliku će sada silu pokazivati dinamometar?
Kolikom silom djeluje stol preko niti na dinamometar kada je nit pričvršćena za stol?
Nacrtajte na papiru sve sile za sustav dinamometar – uteg ako je dinamometar ovješen o stalak.
Osmislite i izvedite pokus, samostalno ili u paru, kojim ćete uz predloženi pribor istražiti valjanost trećeg Newtonova zakona. Istražite, na primjer, djelovanje magneta i željezne šipke te tijek pokusa i zaključke iznesite u razredu.
Potreban pribor: dva stalka, dva dinamometra, štapićasti magnet, željezna šipka, dvije niti (duljine oko ).
Sila teža koja djeluje na knjigu na stolu i masa knjige su sila i protusila.
Sila i protusila uvijek imaju hvatište u istom tijelu.
Ako Zemlja privlači neku osobu silom od
ta osoba privlači Zemlju silom:
Tijela mase i međudjeluju silom i protusilom. Pritom tijelo mase dobije akceleraciju iznosa a tijelo mase akceleraciju iznosa U kakvom su odnosu iznosi akceleracija?
