反作用力

• （中央社東京25日綜合外電報導）日本正遭受第7波COVID-19疫情侵襲，根據世界衛生組織（WHO）統計，最近一週日本共新增147萬6374例確診病例，連續5週居全球之冠，死亡病例也連續兩週名列全球第2。
• 日本放送協會（NHK）報導，WHO公布COVID-19（2019冠狀病毒疾病）疫情最新統計報告指出，全球在8月15日到21日的一週內，共新增530萬6244例確診病例，較前一週減少約9%。

反作用力（reaction）是與「作用力」相對，在力學中，力總是成對出現的，其中一個力（叫做作用力）對應的大小相等、方向相反的力叫做反作用力。

• 兩個物體之間的作用力和反作用力，總是大小相等，方向相反。
• 力不能離開物體單獨存在。
• 這便是著名的牛頓第三定律。
• 為什麼向後噴氣能將火箭推向前去?
• 為什麼炮彈向前運動時，炮身會向後運動？這都是作用力與反作用力原理。
• 當物體甲給物體乙一個作用力的時候，物體乙必然同時回敬給物體甲一個反作用力；作用力與反作用力大小相等，方向相反，而且作用在同一直線上。
• 反作用力，又叫抗力，係牛頓第三運動定律提到一種力。
• 當力量落一件物體陣（叫作用力），物體必然會產生出另外一種大細相等，但方向相反力，呢個就反作用力。
• 如古典力學牛頓運動定律的第三條所述，所有力都是成對出現的，因此，如果一個物體在另一個物體上施加力，則第二個物體在第一個物體上施加相等且相反的反作用力。
• 第三定律也更籠統地表示為：「對於每一個動作，總是有反對的平等反應：或者兩個主體相互作用的相互作用總是平等的，並且指向相反的部分。
• 人類很早就發現了作用力與反作用力的關係。
• 例如，我國先秦時代的墨子學派就説過「船伕用竹篙鈎岸上的木樁，木樁能反過來拽着船靠岸」後來，偉大的科學家牛頓把作用力與反作用力的原理概括成為牛頓第三運動定律。
• （1）作用力和反作用力沒有主次、先後之分。同時產生、同時消失。
• （2）這一對力是作用在不同物體上，不可能抵消。
• （3）作用力和反作用力必須是同一性質的力。
• （4）牛頓第三定律的成立與參照系無關，在非慣性系中牛頓第三定律依然成立。
• （5）注意區別作用力與反作用力、平衡力。
• 作用力施於他物，會產生與此作用力相等而方向相反的力量，此股力量稱為「反作用力」。
• 飛機是藉空氣的反作用力，才得以在高空中飛行。
• 當甲物體施力於乙物體，乙物體亦以反方向施同樣量值之力於甲物體，稱為「反作用力」。

http://www.phy.cuhk.edu.hk/contextual/mechanics/for/ac_re01_c.html

日常生活中隨處可見常見的反作用力

• 在我們的生活中，隨處可見作用力與反作用力。今天，小編將為你舉例說明生活中的一些作用力與反作用力的例子。
• 1.兩個雞蛋互相碰撞--日常生活中打雞蛋時總是用雞蛋與較硬物體的一條棱相碰，將雞蛋打碎，而高級廚師在打雞蛋時，總是用一個雞蛋去打擊另一個雞蛋，假若兩雞蛋的抗破強度是相同的被打擊的雞蛋更易破。
• 2.游泳的時候相互作用--大家知道蛙泳時雙腳向後蹬水，水受到向後的作用力，則人體受到向前的反作用力，這就是人體獲得的推進力。
• 3.火箭的反向推動作用--火箭升空時，其尾部向下噴氣，火箭箭體與被噴出的氣體是一對相互作用的物體，火箭向下噴氣時，噴出的氣體同時對火箭產生向上的反作用力，即為火箭上升的推動力，此動力並不是由周圍的空氣對火箭的反作用力提供。
• 4.用手敲打桌面--我們在平時不小心用上敲打桌面的時候會感覺到疼痛。
  • 手的力氣越大，會感覺到越來痛; 這是由什麼造成的呢; 主要是我們在拍打桌面的時候同樣受到桌面的反作用力。
  • 其中手拍桌子手是施力物體，桌子是受力物體;手感到疼，桌子是施力物體，手是受力物體，這兩種力是相互作用的。
• 5.划船--船槳向後劃水，船向前運動; 槳向後劃水，槳給水一個向後的力，由於物體間力的作用是相互的，同時水也給船槳一個向前的力。
• 6.人在走路過程中的作用力與反作用力--我們在走路時，會發現在光滑的地面和粗糙的地面上，我們行走的快慢與難易程度是不同的，這是因為人在走路過程中一共發生了3對相互作用的關係。
  • 分別是人對地面向後的摩擦力和地對人向前的摩擦力;人對地面的壓力和地面對人的支撐力;地球對人的重力和人對地球的引力，正是由於這三種力的作用才形成了我們在走的過程。
• 總結：生活中關於作用力與反作用力的例子還有很多，例如：一個物體放在另一個物體上，二者分別表現出不同的作用力；再比如我們在船靠岸上岸時的動作，也體現了作用力與反作用力的關係。
  • 上邊只是給大家做了部分分析，同學們可以繼續觀察生活中的這些現象，從而產生學習物理的興趣。

作用力與反作用力的相互作用關係

• 萬有引力的反作用力當然也是萬有引力，在牛頓力學下作用力和反作用力是同一類型的力，並且總是大小相等，方向方向，作用在一條直線上，同時產生，同時消失。但是在相對論力學中，牛頓第三定律就具有局限性。
• 牛頓第三運動定律--在17世紀，牛頓提出萬有引力定律和牛頓運動三大定律，奠定了經典力學的基礎，其中的牛頓第三運動定律，就是描述相互作用的兩個質點間，作用力和反作用力的關係。
• 比如地球對月球產生的萬有引力，提供了月球繞地球運轉的向心力，同時月球對地球也有吸引力，其大小與前者相等，兩個力相互作用，使得月球和地球本質上是繞著一個質量中心旋轉，這個質量中心大約距離地球幾何中心4000公里處，處於地面之下。
• 又比如我們站在地面上，會受到地球的吸引力，吸引力的分力就是我們的重力；理論上，我們也會對地球產生吸引力，但是由於地球質量比我們大很多，所以我們對地球的吸引力並不會對地球產生明顯影響。
• 相對論力學--那麼我們來考慮一個極端情況：一顆行星繞著一顆紅超巨星運行，行星軌道半徑15億公里（1.4光時），在某一時刻，紅超巨星發生超新星爆炸而解體，但是超新星對行星引力的影響，要在1.4小時後才到達，那麼請問，在這1.4小時內，行星受到恆星萬有引力的反作用力是什麼？
• 此時引力變化還未傳達到行星，行星還是照樣公轉，照樣受到一個引力作用，但實際上此時恆星已經不存在了，那麼這個反作用力在哪呢？或者說此時作用力和反作用力還是同時的嗎？
• 還是牛頓力學認爲萬有引力的傳遞是瞬時的，而相對論認爲萬有引力的傳遞是光速，一旦我們在相對論層面考慮相互作用，更多的是結合「場」的概念來理解，場是物質形式的一種，它真實存在，具有質量和動量。
• 萬有引力能激發引力場，電荷能激發電場，同時場可以傳遞相互作用，並且以光速運行，有了場的概念後，我們就能解釋超新星中作用力和反作用力的難題。
• 作用力和反作用力的本質--在相對論中，牛頓第三定律顯然具有局限性，說明牛頓第三定律並不是物理學的深層定律，那麼更深層的物理原理又是什麼呢？
• 我們在學習牛頓力學時，會遇到這麼一個有趣的結論，就是動量守恆定律根據牛頓三大運動定律（準確地說是用到了牛頓第二定律）推導出來的，但是動量守恆定律的適用範圍比牛頓三大定律的範圍廣。
• 動量守恆定律不僅限於牛頓力學，在相對論力學和量子力學同樣適用，以至於微觀、宏觀、低速和高速的任何情況下都適用，實際上動量守恆定律就是我們世界的基本定律之一。
• 力是動量對時間的微分，動量是守恆的，對於兩個質點之間的相互作用，我們很容易推導出力總是成對存在，並且兩個力總是大小相等，方向相反，並且具有同時性，也就是牛頓第三定律，所以說牛頓第三運動定律的本質其實就是動量守恆定律，根據諾特定理，動量守恆則是空間平移對稱性導致的。
• 理解這點之後，我們就能很容易解釋超新星和行星之間的相互作用了，紅超巨星激發的引力場會攜帶動量，速度是光速，超新星爆炸的作用傳到行星之前，其實是之前的引力場攜帶動量在和行星發生相互作用，於是就解釋了牛頓力學中作用力和反作用力不同時的問題。

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