۳ - قانون سوم نیوتون: قانون عمل مساوی و مخالف-عکس العمل

مردم از عمل و عکس العمل تو حرفاشون در مورد سیاست (اگه این قانون تصویب بشه، جامعه اینجوری بهش عکس العمل نشون میده) و رابطه های شخصی (از هر دست بدی، از همون دست میگیری)  استفاده میکنن. به قانون سوم نیوتون معمولا، قانون عمل و عکس العمل هم میگن. اما تکرار قانون سوم به عنوان عمل و عکس العمل، گمراه کننده است چون به نظر میاد که فقط یه دونه نیرو هست (نیروی عمل کننده) که دیگری (نیروی عکس العمل) رو سبب میشه. در واقع، دو نیرو همزمان رخ میدن. هر بدن، یه نیرو رو روی بدن دیگری که توی کشش یا فشار درگیره، اعمال میکنه. نمیشه که یه نیرو بدون دو بدن باشه. یه بدن، نیرو تولید نمیکنه که دیگری بهش واکنش نشون بده. نیرو اونجاست چون دو بدن با هم تعامل میکنن. به جای عمل-عکس العمل، بهتره به عنوان موافق و مخالف بهش نگاه کنیم. یه بیانیه خوب از قانون سوم نیوتون اینه:

وقتی دو بدن با هم تعامل میکنن، نیروی روی یه بدن، مساوی (از لحاظ مقدار) و خلاف جهت نیروی بدن دیگه ست.

بیان کردن قانون سوم نیوتون موارد زیر رو روشن میکنه:

وقتی نیرو تولید میشه، دو بدن درگیرن. همیشه. این با تعریف یه نیرو همخوانی داره.  وقتی یه بدن، دیگری رو میکشه، بدن دوم هم اولی رو میکشه. وقتی به زمین فشار میارید، زمین هم به شما فشار میاره. عموما، یکی از بدنا مورد توجه ماست، اما نیرو به هر دو بدن وارد میشه. وقتی یه FBD کشیده میشه، بدن مورد نظر از محیط جدا میشه و به صورت تکی مد نظر قرار میگیره که نشون میده همه نیروهای خارجی روش اعمال میشن.

نیروی روی هر بدن دارای اندازه یکسان ان، اما تو جهت مختلف وارد میشن. نیرو ها یک اندازه اما مخالف ان، که یه جفت آینه ای درست میکنن. همونطور که زمین رو فشار میدین، زمینم شما رو فشار میده. وقتی یه راکت رو توپ به هم میرسن، راکت توپ رو فشار میده و توپ هم راکت رو. جفت اینه ای نیرو ها همزمان روی دو بدن عمل میکنن. شکل ۲-۶، ضربه به توپ، پای دونده حین تماس با زمین، و برخورد یه نفر با دیوار رو بهتر نشون میده. زیر هر کدوم، نیروی مساوی و مخالف روی هر بدن نشون داده شدن.

شکل ۲-۶: نمونه هایی از نیروهای موافق و مخالف اعمال شده روی دو بدن تولید کننده یک نیرو

قانون بازم درسته حتا وقتی که دو بدن جرم خیلی متفاوتی داشته باشن. این یه کم سردرگمی ایجاد میکنه، چون تاثیر نیروهای یه اندازه اما مخالف رو نمیشه همیشه به صورت یکسان روی دو بدن دید. اگه کورکورانه برید توی دیوار، راحته که ببینید که دیوار بهتون فشار میاره. نیرو سبب میشه که حرکت رو به جلوی شما متوقف بشه یا حتا به عقب برونه شما رو. اما دیوار هنوز همونجاست و سرش به کار خودشه، و احیانا طوریش هم نشده. اما اگه برید تو یه دیوار که با بالشت پوشیده شده چی؟ دوباره، نیروی دیوار نمیگذاره شوما برید جلو. اما نیرویی که شما اعمال میکنین، بالشت هارو در جهتی که نیرو بهشون وارد کردن، تغییر شکل میدن.
دیدن قانون سوم نیوتون که روی همه نیرو ها اعمال میشه، همش به اندازه گیری ربط داره. اگه برید تو یه دیوار، با چشم غیر مسلح به نظر میاد که دیوار طوریش نمیشه. اما اگه با یه دستگاه دقیق چک کنیم، یه تغییر شکل های خیلی کم تو دیوار ایجاد میشه. چون ما یه تغییر آشکار یه نیرو رو نمیبینیم، دلیل نمیشه که نیرو اونجا نباشه. قانون سوم نیوتون میگه که نیرو اونجاست، و ما کی باشیم که با نیوتون مشاجره کنیم؟
اینو امتحان کنید، اما مراقب باشین (مخصوصا تو قسمت دومش): رو زمین بایستید. حالا به سمت بالا و جلو بپرید، بر اساس قانون اول نیوتون، یه نیروی نامتعادل رو شما تاثیر گذاشته. چون به سمت بالا و جلو شتاب گرفتین، نیرو های نامتعادل در جهت عمودی و anteroposterior عمل کرده. خیلی ساده، شما به زمین فشار اوردین و زمینم به شما، که سبب شد حرکت شما تغییر کنه. اما چرا با اینکه شما به زمین نیرو وارد کردن، از جاش تکون نخورد؟ این سبب ایجاد شک در مورد قانون سوم نیوتون میشه: شما حرکت کردن اما زمین نکرد. حالا روی گوشه یه صندلی محکم بایستید. حالا همون حرکت رو تکرار کنید. صندلی به شما نیرو وارد کرد و حرکت شما رو تغییر داد. اما بر عکس زمین، این بار صندلی تکون میخوره (به سمت عقب و در جهتی که فشارش دادین. این نیرو ها از لحاظ مقدار مساوی (نیروی شما رو صندلی مساوی نیروی صندلی روی شماست) و خلاف جهت (شما صندلی رو به سمت عقب زدید و صندلی شما رو به سمت جلو) ان. قانون سوم نیوتون همیشه مشهود نیست، اما تاثیرش همیشه مشهوده.
صندلی شما رو به بالا و جلو روند و شما رو اون جهت ها شتاب گرفتین. اما صندلی فقط عقب رفت و نه به سمت پایین. چرا حرکت عمودی تو صندلی ایجاد نشد؟ چون زمین داشت به صندلی به سمت بالا نیرو وارد میکرد، پس صندلی هیچ نیروی نامتعادلی در جهت عمودی نداشت. بدون حرکت عمودی، تغییری هم تو حرکت صندلی نیست. بدن شما تو جهت عمودی، نیروی نامتعادل داشت و صندلی نداشت. این اهمیت تعریف کردن بدن مورد آنالیز و نگاه به همه نیروهای عمل کننده رو بدن در همه جهات رو دوچندان میکنه.
حالا بریم سراغ قانون دوم نیوتون.