قانون سوم
اگه جسم A نیرویی بر جسم B وارد کنه، جسم B هم نیرویی با همون اندازه و جهت مخالف بر A وارد میکنه.
\[ \boxed{\vec F_{A \to B} = -\vec F_{B \to A}} \]
سه نکته:
- همیشه جفتی — نیرو تنها وجود نداره
- همیشه بر دو جسم مختلف — یکی روی A، اون یکی روی B
- همیشه همزمان — تأخیری نداره
چرا قوی و شهودی نیست
قانون سوم اول دور از شهود ـه. مثال:
زمین جاذبه بر توپ: توپ رو به سمت پایین میکشه. توپ جاذبه بر زمین؟ بله! با همون اندازه ولی رو به بالا. چرا زمین بالا نمیره؟ چون جرم زمین 10²² برابر جرم توپ ـه — شتابش قابل چشمپوشی.
مثال دیگر: ماشین به دیوار میخوره. ماشین صدمه میبینه، دیوار نه. ولی نیروی وارد بر دیوار = نیروی وارد بر ماشین. تفاوت در مواد و ساختار ـه، نه نیرو.
اشتباه رایج — قانون سوم vs تعادل
نکتهی حیاتی: دو نیروی جفت قانون سوم همدیگه رو خنثی نمیکنن — چون بر دو جسم مختلف عمل میکنن.
مثال — کتاب روی میز:
- گرانش زمین بر کتاب:
\vec W = -mg\hat j(رو به پایین) - جفت قانون سوم: گرانش کتاب بر زمین:
+mg\hat j(رو به بالا) - نیروی عادی میز بر کتاب:
\vec N = +mg\hat j(رو به بالا) - جفت قانون سوم: نیروی کتاب بر میز:
-mg\hat j(رو به پایین)
دقت: \vec W (گرانش زمین بر کتاب) و \vec N (عادی میز بر کتاب) جفت قانون سوم نیستن — هر دو بر یه جسم (کتاب) عمل میکنن، فقط بر حسب اتفاق برابر و مخالفان (چون کتاب در تعادله).
مثال — راه رفتن
چرا میتونی راه بری؟
- کف پا بر زمین نیرو رو به عقب اعمال میکنه
- زمین بر کف پا نیرو رو به جلو اعمال میکنه (قانون سوم)
- این نیرو (نیروی اصطکاک) تو رو به جلو میبره
بدون اصطکاک (روی یخ): پا رو میتونی به عقب بزنی، ولی هیچ نیروی جفت واکنشی نیست — پس بدنت جلو نمیره.
مثال — پرش موشک
راکت گاز رو به عقب پرتاب میکنه (\vec F_{راکت \to گاز}). گاز نیروی مساوی و مخالف بر راکت وارد میکنه (\vec F_{گاز \to راکت}). این نیرو راکت رو به جلو میبره — حتی در خلأ فضا، بدون نیاز به «چیزی برای هل دادن».
نکتهی مهم: برخلاف باور عمومی، راکت به هوا هل نمیکنه. تعامل بین راکت و گاز خروجی ـه.
پیامد بزرگ — حفظ تکانه
اگه \vec F_{A \to B} = -\vec F_{B \to A}، اثر متقابل روی تکانهشون:
\[ \Delta \vec p_A = -\Delta \vec p_B \]
پس تکانهی کل حفظ میشه:
\[ \vec p_A + \vec p_B = \text{const} \]
این پایهی قانون حفظ تکانه ـه — که در فصل ۹ عمیقتر میبینیم.
چند نکته و اشتباه رایج
۱. جفت قانون سوم، دو جسم مختلف، دو نیرو مختلف. هرگز روی یه جسم.
۲. اگه دو نیرو روی یه جسم متعادلان، جفت سوم نیستن. جفت سوم مخالف روی جسم مقابل ـه.
۳. جفت سوم همیشه همجنس نیرو. گرانش-گرانش، نه گرانش-عادی. هر تعامل جفت خودش رو داره.
چه چیزی رو باید یاد گرفته باشی
- قانون سوم رو با نوتیشن بردار بنویسی
- جفتهای قانون سوم رو در سناریوها تشخیص بدی
- تفاوت جفت قانون سوم و تعادل نیروها روی یه جسم رو تشخیص بدی
- کاربردهای (راه رفتن، راکت، شنا) رو با قانون سوم توضیح بدی
پیشنمایش §۵.۵
جرم و وزن — دو چیز مختلف، در روزمره اشتباه گرفته میشن. §۵.۵ دقیقشون میکنه.
📚 همچنین ببین: Halliday Vol 1, Ch 5, §5.4.
سوالی دارید؟ 🤔
اگه مفهومی نامشخص بود یا سوالی داشتید، اینجا بپرسید. جوابتون در اینجا منتشر میشه.