牛顿第三运动定律定义

牛顿第三运动定律说，如果物体a对物体B施加一个力，那么物体B对物体a施加一个大小相等的力，方向相反。

通常，这些力中的一种称为“作用”，另一种称为“反作用力”。利用这两个术语，人们用来表述牛顿第三运动定律的另一种方法是，对于每一个动作，都有一个相等且相反的反作用力。然而，我稍微倾向于我前面的陈述，因为它还规定了作用和反作用作用于两个不同的物体。

这里提到的两个力称为牛顿第三定律对（或作用-反应对）。牛顿第三定律对具有以下性质：

1. 它们是同一类型的
2. 它们的震级相同
3. 它们的行为方向相反
4. 他们的行动是一致的
5. 它们的作用持续时间相同
6. 它们作用于两个独立的物体

例如，如果一个人推墙，墙会以相反的方向向他施加同样大小的力。人对墙的推力是一种接触力，墙对人的推力也是一种接触力。

自由体图与牛顿第三运动定律

在阅读本节之前，请确保您熟悉我们进行这些计算时产生的不同类型的力。

为了说明作用在物体上的力，我们经常画自由体图。在这些图中，我们分别画出一个给定情况下的每个物体，只显示作用在该物体上的力。例如，让我们想象一个苹果放在桌子上。

苹果和桌子的自由体图如下：

In the above diagram, you can identify one Newton’s third law pair. The apple pushes down on the table ( ), and the table pushes back up on the apple ( ).

The apple is at rest, so the forces on the apple are balanced (according to Newton’s first law). This way, the upward push on the apple by the table ( ) is balanced by the downward pull on the apple by Earth (due to gravity) ( ). It is important to note that these two forces are not Newton’s third law pairs. One is gravitational, the other is a normal reaction force. The weight of the apple comes from the Earth pulling down on the apple with a gravitational force. Then,  the apple pulls the Earth upwards with a gravitational force with an equal magnitude. This is the force that would form the third law pair with the apple’s weight. This force acts on the Earth and this force is not shown in the diagram.

So, any object experiencing weight is also pulling the Earth upwards with a force equal to that weight. Of course, we never see the Earth rushing up to meet the object. This is because, according to , . For an upward pull on Earth that has a magnitude of a typical object’s weight, the acceleration of Earth is extremely tiny because Earth has a very large mass.

牛顿第三运动定律举例

一个重0.13公斤的苹果正在掉下来。求苹果的重量，以及苹果重量的牛顿第三定律对。说明第二个力作用在哪个物体上，求出这个物体的加速度。

Firstly, the weight of the apple is . The Newton’s third law pair is the apple pulling the Earth upwards. This also has the same magnitude of 1.28 N. The Earth has a mass of 5.97×1024 kg. The acceleration of Earth due to this force is m s-2, which is negligibly **all.

当我们兜售一艘船时，我们利用牛顿第三运动定律。我们用桨把水向后推，根据牛顿第三运动定律，水把桨向前推。因为桨附在船上，所以船也会随着桨向前移动。同样，火箭也能发射，这要归功于牛顿第三运动定律。火箭向下喷出大量的空气作为废气，空气依次向上推动火箭。

一个很好的例子说明了牛顿第三运动定律不被理解，那就是一辆由一对磁铁驱动的永久运动的汽车的概念，这种磁铁经常在互联网上共享。其思路如下：

根据这个想法，附着在汽车引擎盖上的磁铁将永远被它前面的磁铁向前拉。由于吸引力无限期地持续下去，汽车将永远加速前进。

这个天真的想法行不通，因为根据牛顿第三运动定律，汽车引擎盖上的磁铁将以相等和相反的力（图中左侧）吸引前面的磁铁。因为磁铁也是通过磁极连接在汽车上的，所以这个力会使汽车向后移动。最后，这两个力将完全相互抵消（它们是牛顿第三定律对，所以它们的大小相同，方向相反），汽车将保持静止。