反作用力

• （中央社东京25日综合外电报导）日本正遭受第7波COVID-19疫情侵袭，根据世界卫生组织（WHO）统计，最近一周日本共新增147万6374例确诊病例，连续5周居全球之冠，死亡病例也连续两周名列全球第2。
• 日本放送协会（NHK）报导，WHO公布COVID-19（2019冠状病毒疾病）疫情最新统计报告指出，全球在8月15日到21日的一周内，共新增530万6244例确诊病例，较前一周减少约9%。

反作用力（reaction）是与“作用力”相对，在力学中，力总是成对出现的，其中一个力（叫做作用力）对应的大小相等、方向相反的力叫做反作用力。

• 两个物体之间的作用力和反作用力，总是大小相等，方向相反。
• 力不能离开物体单独存在。
• 这便是著名的牛顿第三定律。
• 为什么向后喷气能将火箭推向前去?
• 为什么炮弹向前运动时，炮身会向后运动？这都是作用力与反作用力原理。
• 当物体甲给物体乙一个作用力的时候，物体乙必然同时回敬给物体甲一个反作用力；作用力与反作用力大小相等，方向相反，而且作用在同一直线上。
• 反作用力，又叫抗力，系牛顿第三运动定律提到一种力。
• 当力量落一件物体阵（叫作用力），物体必然会产生出另外一种大细相等，但方向相反力，呢个就反作用力。
• 如古典力学牛顿运动定律的第三条所述，所有力都是成对出现的，因此，如果一个物体在另一个物体上施加力，则第二个物体在第一个物体上施加相等且相反的反作用力。
• 第三定律也更笼统地表示为：“对于每一个动作，总是有反对的平等反应：或者两个主体相互作用的相互作用总是平等的，并且指向相反的部分。
• 人类很早就发现了作用力与反作用力的关系。
• 例如，我国先秦时代的墨子学派就说过“船伕用竹篙钩岸上的木桩，木桩能反过来拽着船靠岸”后来，伟大的科学家牛顿把作用力与反作用力的原理概括成为牛顿第三运动定律。
• （1）作用力和反作用力没有主次、先后之分。同时产生、同时消失。
• （2）这一对力是作用在不同物体上，不可能抵消。
• （3）作用力和反作用力必须是同一性质的力。
• （4）牛顿第三定律的成立与参照系无关，在非惯性系中牛顿第三定律依然成立。
• （5）注意区别作用力与反作用力、平衡力。
• 作用力施于他物，会产生与此作用力相等而方向相反的力量，此股力量称为“反作用力”。
• 飞机是藉空气的反作用力，才得以在高空中飞行。
• 当甲物体施力于乙物体，乙物体亦以反方向施同样量值之力于甲物体，称为“反作用力”。

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

日常生活中随处可见常见的反作用力

• 在我们的生活中，随处可见作用力与反作用力。今天，小编将为你举例说明生活中的一些作用力与反作用力的例子。
• 1.两个鸡蛋互相碰撞--日常生活中打鸡蛋时总是用鸡蛋与较硬物体的一条棱相碰，将鸡蛋打碎，而高级厨师在打鸡蛋时，总是用一个鸡蛋去打击另一个鸡蛋，假若两鸡蛋的抗破强度是相同的被打击的鸡蛋更易破。
• 2.游泳的时候相互作用--大家知道蛙泳时双脚向后蹬水，水受到向后的作用力，则人体受到向前的反作用力，这就是人体获得的推进力。
• 3.火箭的反向推动作用--火箭升空时，其尾部向下喷气，火箭箭体与被喷出的气体是一对相互作用的物体，火箭向下喷气时，喷出的气体同时对火箭产生向上的反作用力，即为火箭上升的推动力，此动力并不是由周围的空气对火箭的反作用力提供。
• 4.用手敲打桌面--我们在平时不小心用上敲打桌面的时候会感觉到疼痛。
  • 手的力气越大，会感觉到越来痛; 这是由什么造成的呢; 主要是我们在拍打桌面的时候同样受到桌面的反作用力。
  • 其中手拍桌子手是施力物体，桌子是受力物体;手感到疼，桌子是施力物体，手是受力物体，这两种力是相互作用的。
• 5.划船--船桨向后划水，船向前运动; 桨向后划水，桨给水一个向后的力，由于物体间力的作用是相互的，同时水也给船桨一个向前的力。
• 6.人在走路过程中的作用力与反作用力--我们在走路时，会发现在光滑的地面和粗糙的地面上，我们行走的快慢与难易程度是不同的，这是因为人在走路过程中一共发生了3对相互作用的关系。
  • 分别是人对地面向后的摩擦力和地对人向前的摩擦力;人对地面的压力和地面对人的支撑力;地球对人的重力和人对地球的引力，正是由于这三种力的作用才形成了我们在走的过程。
• 总结：生活中关于作用力与反作用力的例子还有很多，例如：一个物体放在另一个物体上，二者分别表现出不同的作用力；再比如我们在船靠岸上岸时的动作，也体现了作用力与反作用力的关系。
  • 上边只是给大家做了部分分析，同学们可以继续观察生活中的这些现象，从而产生学习物理的兴趣。

作用力与反作用力的相互作用关系

• 万有引力的反作用力当然也是万有引力，在牛顿力学下作用力和反作用力是同一类型的力，并且总是大小相等，方向方向，作用在一条直线上，同时产生，同时消失。但是在相对论力学中，牛顿第三定律就具有局限性。
• 牛顿第三运动定律--在17世纪，牛顿提出万有引力定律和牛顿运动三大定律，奠定了经典力学的基础，其中的牛顿第三运动定律，就是描述相互作用的两个质点间，作用力和反作用力的关系。
• 比如地球对月球产生的万有引力，提供了月球绕地球运转的向心力，同时月球对地球也有吸引力，其大小与前者相等，两个力相互作用，使得月球和地球本质上是绕著一个质量中心旋转，这个质量中心大约距离地球几何中心4000公里处，处于地面之下。
• 又比如我们站在地面上，会受到地球的吸引力，吸引力的分力就是我们的重力；理论上，我们也会对地球产生吸引力，但是由于地球质量比我们大很多，所以我们对地球的吸引力并不会对地球产生明显影响。
• 相对论力学--那么我们来考虑一个极端情况：一颗行星绕著一颗红超巨星运行，行星轨道半径15亿公里（1.4光时），在某一时刻，红超巨星发生超新星爆炸而解体，但是超新星对行星引力的影响，要在1.4小时后才到达，那么请问，在这1.4小时内，行星受到恒星万有引力的反作用力是什么？
• 此时引力变化还未传达到行星，行星还是照样公转，照样受到一个引力作用，但实际上此时恒星已经不存在了，那么这个反作用力在哪呢？或者说此时作用力和反作用力还是同时的吗？
• 还是牛顿力学认为万有引力的传递是瞬时的，而相对论认为万有引力的传递是光速，一旦我们在相对论层面考虑相互作用，更多的是结合“场”的概念来理解，场是物质形式的一种，它真实存在，具有质量和动量。
• 万有引力能激发引力场，电荷能激发电场，同时场可以传递相互作用，并且以光速运行，有了场的概念后，我们就能解释超新星中作用力和反作用力的难题。
• 作用力和反作用力的本质--在相对论中，牛顿第三定律显然具有局限性，说明牛顿第三定律并不是物理学的深层定律，那么更深层的物理原理又是什么呢？
• 我们在学习牛顿力学时，会遇到这么一个有趣的结论，就是动量守恒定律根据牛顿三大运动定律（准确地说是用到了牛顿第二定律）推导出来的，但是动量守恒定律的适用范围比牛顿三大定律的范围广。
• 动量守恒定律不仅限于牛顿力学，在相对论力学和量子力学同样适用，以至于微观、宏观、低速和高速的任何情况下都适用，实际上动量守恒定律就是我们世界的基本定律之一。
• 力是动量对时间的微分，动量是守恒的，对于两个质点之间的相互作用，我们很容易推导出力总是成对存在，并且两个力总是大小相等，方向相反，并且具有同时性，也就是牛顿第三定律，所以说牛顿第三运动定律的本质其实就是动量守恒定律，根据诺特定理，动量守恒则是空间平移对称性导致的。
• 理解这点之后，我们就能很容易解释超新星和行星之间的相互作用了，红超巨星激发的引力场会携带动量，速度是光速，超新星爆炸的作用传到行星之前，其实是之前的引力场携带动量在和行星发生相互作用，于是就解释了牛顿力学中作用力和反作用力不同时的问题。

目录