ニュートンの運動の第 3 法則 与えられた物体のペアに対して、すべてのアクションが等しく反対の反応を起こすことを示しています。ニュートンの運動の第 3 法則 は物理学の基本法則の 1 つであり、さまざまな面で非常に役立ちます。ニュートンの第 3 法則は、力の性質における特定の対称性を表し、力が常にペアで存在し、ある物体が力を経験することなく別の物体に力を及ぼすことはできないことを説明しています。

の 1 つです 3つの運動法則 アイザック・ニュートン卿から贈られたもの。ニュートンの運動の第 3 法則は、自然界の対称性の基本原理を強調しています。これは、力は常に相互交換の一部であることを示しています。つまり、ある物体が別の物体に力を及ぼすとき、必然的に同等で反対の力が返されることになります。簡単に言うと、同じ強さで反対方向に何かを押したり引いたりしない限り、何かを押したり引いたりすることはできません。

この記事では、について学びます ニュートンの運動の第 3 法則、その定義、公式、導出、および運動の第 3 法則の例。

目次

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• ニュートンの運動の第 3 法則とは何ですか
• ニュートンの運動の第 3 法則の説明
• ニュートンの運動の第 3 法則の公式
• 作用反力の例
• ニュートンの運動の第 3 法則の例
• ニュートンの運動の第 3 法則の応用

ニュートンの運動の第 3 法則とは何ですか

ニュートンの運動の第 3 法則 ある物体が別の物体に力を及ぼすとき、最初の物体は加えられた力と反対方向に等しい力を感じると述べています。上記の記述によれば、すべての相互作用には、相互作用するオブジェクトに加えられる一対の力が含まれます。力の大きさは等しく、最初のアイテムにかかる力は 2 番目のアイテムにかかる力とは反対の方向に向けられます。 3つの基本のうちの1つです 運動法則 アイザック・ニュートン卿によって与えられた、 モーション 自然界のあらゆる物体。作用反作用の法則とも呼ばれます。

次の例を使用して、ニュートンの運動の第 3 法則をより明確に理解しましょう。

• 地面の上を移動するとき、私たちは足で地面を後ろに押します。また、地面は私たちの足に同じ大きさで反対方向に前進する力を及ぼし、私たちを前進させます。
• テーブルに寝転がると本。本はその重さにより下向きの力を及ぼしますが、本は倒れないため、本にかかる正味の力はゼロです。これは、テーブルが本に対して同じ逆向きの力を上方向に及ぼすためです。

ニュートンの運動の第 3 法則の説明

上に挙げた両方の例では、それぞれの物体に 2 つの力が作用していることがわかります。最初の例では、 力 私たちの足が地面に及ぼす力が作用力であり、それに応じて地面は私たちの足に同じ反対の力を及ぼします。 2 番目の例では、本の重さによって加えられる力が作用力、テーブルによって本に加えられる力が反力です。

作用反力

ここで、ニュートンの運動の第 3 法則で使用される、作用力と反力と呼ばれる 2 つの用語について学びましょう。

行動力: 物体に加わる最初の外部力を作用力といいます。

反力: 作用力に対して反対方向に物体が作用する力を反力といいます。

上記のケースから、ニュートンの運動の第 3 法則は次のようにも言えます。

2 つの物体 (A と B) の間に相互作用がある場合、力 F_AB(物体 B によって物体 A に加えられる力) は力 F に等しい_ない（物体Aによって物体Bに加えられる力）しかし、それらは方向が反対です。

作用力と反力についての注意

• 作用力と反力は、同じ物体ではなく、異なる物体によって発揮されます。
• アクションとリアクションは常に同時に発生し、常にペアで発生します。

作用力と反力の違い

作用力と反力の違いは、以下の表で説明する作用反作用のペアの例によって簡単に理解できます。

こちらもチェックして、 の法則 アクションとリアクション

ニュートンの運動の第 3 法則の公式

ニュートンの運動の第 3 法則の公式または数式は次のように与えられます。

2 つの物体 A と B を考えてみましょう。A は力 F を及ぼします。_AB「B」に対して、B も F と同様の力を A に及ぼします。_ない反対方向に

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F _AB = – F _ない

または

F _AB +F _ない = 0

これは、A と B の両方からなるシステムによって発揮される力の合計がゼロであることを示しています。

作用反力の例

自然には幅広い作用と反応の組み合わせがあります。以下にいくつかの例を示します。

• 作用と反応のペアの例は、水中での魚の動きです。魚のヒレは水を後方に押すために使用されます。このプッシュが魚を前に進める役割を果たします。水にかかる力の大きさは魚にかかる力の大きさと同じです。水にかかる力（後方）の大きさは、魚にかかる力（前方）の大きさと反対です。
• 鳥の飛行は作用と反応のペアの一例です。空気は鳥の翼によって下に押し下げられます。鳥は空気によって高く押し上げられます。
• 水泳者は水に向かって押し上げられ、水は彼を押し戻します。
• ヘリコプターは空気を下向きに押し出すことで揚力を発生させ、その結果上向きの反力が生じます。
• クライマーは垂直ロープを使って上向きに進みます。
• 人は地上を歩くとき、足で地面に後ろ向きの力（作用力）を及ぼし、ニュートンの運動第３法則により、地面は反力として反対の等しい力を前方向に働かせます。 、それで私たちは地面や床の上を歩くことができます。

ニュートンの運動の第 3 法則の例

私たちの日常生活には、ニュートンの運動の第 3 法則のさまざまな例があります。これらの例のいくつかについては、次のように説明します。

銃から弾を発射する

銃から弾丸が発射されると、銃は弾丸に力 F を加えますが、これは (作用力) と見なすことができますが、同時に弾丸は銃の反動と呼ばれる同じ力を銃に加えます。反力。

ボールをキャッチする

ボールを捕球する野手がボールによって手にかかる力（作用力）を経験し、同じ量の力がボールからも観察されます（反力）。以下の画像は、野手がボールを捕球する様子を示しています。野手がボールを捕球すると、反力が発生します。

水中でのボートの動き

ボートが水中でどのように動くかは、ニュートンの運動の第 3 法則を説明する最良の方法です。船頭が船を漕いでいるのを観察すると、船頭がオールで水を後ろに押す（作用力）と水が船を前に押す（反力）ことで、船は水中を進みます。

ニュートンの運動の第 3 法則のステートメントの検証

ニュートンの運動法則はすべて慣性系でのみ有効です。したがって、ニュートンの運動の第 3 法則も慣性座標系でのみ有効であると想定して間違いありません。基準枠とは、観察者が周囲を観察する状況です。したがって、物体が静止しているか、一定速度または加速度ゼロで直線運動している座標系は慣性系です。

ニュートンの運動の第 3 法則の応用

ニュートンの運動の第 3 法則は、私たちの日常生活に最も適用できる法則の 1 つです。私たちはこの法則を何も考えずに直感的に使っていますが、バランスが崩れると、地面に落ちないように体は反対方向に力を加えようとします。ニュートンの第 3 法則のさらにいくつかの応用については、以下で詳しく説明します。

ロケットと推力

ロケットの推進は、ニュートンの運動の第 3 法則のもう 1 つの使用例です。この理論によれば、

ロケットは、排気ガスから放出される高温の推力を利用して宇宙に打ち上げられます。以下の画像では、加えられる力が「F」のときにロケットが加速度「a」で上昇しますが、ロケットの排気ガスによっても同じ量の反力が発生します。

ロケットの推進の仕組みは、ニュートンの第三法則における作用反作用のペアと同じです。この状況では、燃料の燃焼とロケットのエンジンからの高温ガスの放出が作用し、それによって生成される推進力がロケットを宇宙に飛ばす反応となります。

水泳

水泳も作用力と反力の力の一例です。人が泳ぎ、手足を使って水を後方に押すと、水は人に前方向に同じ力を及ぼします。水泳における動作は人が水を押すことであり、その反作用は水が人を押すことです。

セレンのチュートリアル

また、読んでください

• ニュートンの運動の第 2 法則
• ニュートンの運動の第一法則
• 運動量保存の法則

ニュートンの運動の第 3 法則に関する解決例

例 1: 男性が北に向かって 100N の力で壁を押します。壁が人間に及ぼす力は何でしょうか?

解決：

考えると、

作用力Fは100Nです。

ニュートンの運動の第 3 法則によれば、

作用力＝－反力

したがって、反力 = -100 N

つまり、反力は次のようになります。 南に向かって100N 。

例 2: 20 m/s で移動する質量 500 g のクリケット ボールをクリケットのバットで打ち、元の軌道に沿って 10 m/s の速度でボールを戻します。クリケットのバットによって加えられる力によってクリケットボールの動きに生じる運動量の変化を計算します。

解決：

最後のコミット git を削除する

考えると、

ホッケーボールの質量、m は 500 g = 0.5 kg です。

ボールの初速度 u は 20 m/s です。

打撃後のボールの最終速度 v は 10 m/s です。

勢いの変化 = 最終勢い – 最初の勢い

運動量の変化 = mv – mu

運動量の変化 = m (v – u)

運動量の変化 = 0.5 kg × (20 m/s – 10 m/s)

運動量変化＝0.5kg×10m/s

運動量の変化 = 5 kg m/s

したがって、クリケットのバットによって加えられる力によるクリケットボールの運動量の変化は、 5kgm/s 。

ニュートンの運動の第 3 法則に関する練習問題

1. テーブル上の本を右に 10 N の力で押すと、テーブルから本にかかる反力はいくらですか?

2. 水泳選手が足で水を後ろに押すとき、水泳選手を前に推進させる反力はいくらですか?

3. ロケット エンジンは、1,000 N の力で排気ガスを後方に排出します。ニュートンの第 3 法則によれば、ロケットを前方に推進する力はいくらですか?

Javaの動的配列

4. 体重計の上に立って、下向きに 600 N の力を加えた場合、体重計はどのような力をあなたに及ぼしますか?

5. オールで水を後ろに押して船を漕ぐとき、船を前に進める反力はいくらですか?

ニュートンの運動の第 3 法則に関する FAQ

ニュートンの運動の第 3 法則は何を述べていますか?

ニュートンの運動の第 3 法則によると、すべての動作には同等の反対の反応が生じます。

ニュートンの第 3 法則はクラス 9 にとって重要ですか?

はい、ニュートンの運動の第 3 法則は、クラス 9 にとって非常に重要です。実際、3 つの運動法則はすべて非常に重要です。

日常生活におけるニュートンの運動の第 3 法則の例は何ですか?

私たちの日常生活には、ニュートンの第三法則が働いているさまざまな状況があります。ニュートンの第 3 法則を説明する例としては、次のようなものがあります。

• 上昇するロケットは高温のガスを下に押し出します。
• 銃から弾丸を発射すると反動が観察されます。
• 前に進むとき、私たちは足で地面を後ろに押します。

ニュートンの運動の第 3 法則の公式とは何ですか?

ニュートンの運動の第 3 法則の公式は F として与えられます。_AB= F_ないこれは、A が B に及ぼす力は、B が A に及ぼす力と等しいことを意味します。

接触力と非接触力とは何ですか?

力には 2 つの異なるタイプがあります

• 接触力: 2つの物体が接触しているときにのみ働く力を接触力といいます。例：摩擦など
• 非接触力: 二つの物体が接触せずに働く力を非接触力といいます。例：静電力、磁力など

第三法則と力のペアとは何ですか?

作用と反作用のペアは、第三法則と力のペアと呼ばれます。このようなペアには、

• 弾丸の発射と銃の反動
• ロケットは上昇し、高温ガスは下降する

宇宙飛行士が上向きに移動したい場合、どの方向に物体を投げるべきでしょうか?なぜ？

宇宙飛行士が上向きに移動したい場合は、下向きの力が上向きの反力を生み出し、宇宙飛行士を上向きに動かすため、物体を下向きに投げる必要があります。

作用反作用ペアと呼ばれる平面上に置かれたブロックには重量と法線力が作用しますか？

はい、平面上に置かれたブロックに作用する重量と垂直抗力は作用反作用のペアです。この場合、物体の重量は下向きに、垂直抗力は上向きに作用し、両方の力が互いに打ち消し合うため、加速度は発生しません。