Varför arbetar Newtons tredje lag faktiskt?

user164594 08/13/2017. 10 answers, 18.239 views
newtonian-mechanics forces conservation-laws

Min far förklarade för mig hur raketer fungerar, och han berättade för mig att Newtons tredje lag om rörelse arbetade här. Jag frågade honom varför det fungerar och han svarade inte. Jag har slösat bort över en vecka och tänker på det här problemet, nu ger jag upp. Kan någon förklara varför Newtons tredje lag fungerar?

För referens, Newtons tredje lag:

Till varje åtgärd står det alltid mot en likadan reaktion: eller de båda kropparnas ömsesidiga handlingar är alltid lika och riktas mot motsatta delar.

4 Comments
David Z♦ 07/31/2017
Eftersom det fanns ett antal kommentarer som inte syftade till att förbättra posten, och även de som inte skulle realistiskt leda till stora förbättringar eftersom OP inte längre är närvarande, har jag flyttat kommentarerna för att chatta så att vi har en rekord av dem.
Mauro ALLEGRANZA 08/01/2017
Du kan läsa Newtons ursprungliga diskussion om lag 3 . Men du kan också överväga den uttryckliga användningen av Newtons lag: Vi har mycket få förekomster av det: Coroll.3 : Bevarande quantity of motion , Scholium till Coroll.6 : Kollision av hårda kroppar och Coroll.2 till Prop.76 : ömsesidig attraktion Således mycket få men mycket avgörande händelser av lagen.
Jack R. Woods 08/07/2017
Om din fråga är "Varför beskriver Newtons tredje lag hur raketer fungerar?" istället för "Varför fungerar Newtons tredje lag?" då fungerar "bevarande av momentum" som nämnts nedan. Systemet börjar med raket och bränsle stationärt (i referensramen). För att göra raketen i en riktning måste du "skjuta" massan i andra riktningen. (Detta är Newtons tredje lag.) Momentum definieras som masstider hastighet (mv), så raketens massa gånger dess hastighet i uppåtriktningen måste motsvara bränslets massa gånger hastigheten hos bränslet i nerriktning.
Jack R. Woods 08/07/2017
Förklaringen ovan är förstås, eftersom bränslet också "trycker" mer bränsle i uppåtriktningen tills det används. Det utdrivna bränslet har också en hastighetskomponent vinkelrätt mot rakets riktning såväl som "rakt ner". Sammantaget är det dock tanken och du behöver verkligen inte använda generell relativitet och kvantmekanik eftersom Newtons lagar var tillräckligt bra för att vi skulle komma till månen.

10 Answers


Cort Ammon 07/28/2017.

Why do you want to know?

Jag skojar inte. Det är faktiskt en viktig fråga. Svaret beror verkligen på vad du tänker göra med informationen du får.

Newtons lagar är en empirisk modell. Newton sprang ett antal studier om hur sakerna rörde sig och hittade en liten uppsättning regler som skulle kunna användas för att förutse vad som skulle hända med att säga, en baseball som flyger genom luften. Lagarna "fungerar" eftersom de är effektiva för att förutsäga universum.

När vetenskapen motiverar ett uttalande som "raketen kommer att gå upp", det gör det med att använda saker som vi antar är sanna. Newtons lagar har en otrolig track record som arbetar för andra objekt, så det är högst troligt att de kommer att arbeta för denna raket också.

Som det visar sig är Newtons lagar aren't egentligen grundläggande lagar i universum. När du lär dig om relativitet och kvantmekanik (QM), kommer du att upptäcka att när du pressar naturen till ytterligheterna, är Newtons lagar inte quite rätt. Men de är en utomordentligt god approximation av vad som verkligen händer. Så bra att vi ofta inte tar tid att motivera att använda dem om vi inte går in i riktigt konstiga miljöer (som den subatomära världen där QM dominerar).

Vetenskap bygger alltid på de antaganden som vi gör, och det är alltid livligt att utmana dessa antaganden. Om du hade den matematiska bakgrunden kunde jag visa hur Newtons tredje lag kan förklaras som en approximation av QM eftersom storleken på objektet blir stor. Men i slutändan kommer du att sluta med en hög matematik och en brinnande fråga: "varför jobbar QM." Allt du gör är att ersätta en fråga med en annan.

Så var lämnar du det? Det beror på vad du verkligen vill veta först. Ett tillvägagångssätt skulle helt enkelt vara att acceptera att forskare säger att Newtons tredje lag fungerar, eftersom det har testats. Ett annat tillvägagångssätt är att lära sig en hel del extra matte för att lära sig varför det fungerar från ett QM-perspektiv. Det sparkar bara kanen längs vägen lite tills du verkligen kan ta itu med frågor om QM.

Det tredje alternativet skulle vara att testa det själv. Vetenskapen är byggd på forskare som inte tagit företagets ord till nominellt värde, gick ut och bevisade det för sig själva, rätt eller felaktigt. Designa ditt eget experiment som visar att Newtons tredje lag fungerar. Gå sedan ut där och försök att komma med anledningar att det kanske inte fungerar. Testa dem Merparten av tiden kommer du att finna att lagen håller på perfekt. När den inte håller på, kom tillbaka hit med ditt experiment, och vi kan hjälpa dig att lära dig att förklara resultaten du såg.

Det är vetenskapen. Vetenskap handlar inte om ett klassrum fullt av ekvationer och läxor. Det handlar om forskare som ifrågasätter allt om sin värld, och sedan systematiskt tester det med hjälp av den vetenskapliga metoden!

1 comments
2 David Z♦ 07/30/2017
Jag har raderat en massa kommentarer som inte bidrog till att förbättra svaret.

probably_someone 07/25/2017.

Newtons tredje lag är en direkt följd av bevarandet av momentum, vilket i huvudsak säger att i ett isolerat system utan någon kraft på det förändras inte farten. Detta betyder att om du ändrar momentet på ett objekt, måste ett annat objekts momentum förändras i motsatt riktning för att bevara total momentum. Krafter orsakar förändringar i momentum, så varje kraft måste ha en motsatt reaktionskraft.

I ditt raketexempel bildar raketen och det flyktiga bränslet ett isolerat system. * Det flyktiga bränslet var ursprungligen i vila och flyttar nu väldigt snabbt, så det är uppenbart att dess fart har förändrats. Så raketen, som är det enda andra objektet i systemet, måste också förändra sin moment för att motverka den av den snabba gasen. Således utövar raketen kraft på gasen, vilket alstrar en lika och motsatt kraft på raketen.

Men nu kanske du frågar:

Why is momentum conserved?

Bevarande av momentum kommer från en idé som kallas Noeters teorem, där det sägs att bevarande lagar i allmänhet är ett direkt resultat av symmetrier i fysiska system. I synnerhet kommer bevarande av momentum från translation symmetry . Detta innebär att ett systems beteende inte förändras om du väljer ett nytt ursprung för dina koordinater (sätt annorlunda, systemets beteende beror bara på positionerna för dess komponenter i förhållande till varandra). Denna symmetri återfinns i alla isolerade system utan nettoeffekt på dem eftersom det i själva verket är en symmetri av rymden själv. Översättningssymmetri för ett system är en konsekvens av homogeneity of space , vilket betyder att rymden är "samma överallt" - längden på en stång förändras inte om du lägger den på en annan plats.

Men nu kanske du frågar:

Why is space homogeneous?

I klassisk mekanik är detta ett av de grundläggande antagandena som gör att vi kan göra någonting annat. I realiteten, enligt generell relativitet, är rymden faktiskt isn't homogen - det kurvor i närvaro av massiva föremål. Men vanligtvis är det tillräckligt nära att homogena, att den klassiska mekaniken fungerar bra (tyngdkraften är ganska spektakulärt svag, trots allt), och så ligger antagandet om homogenitet.

* Detta är i frånvaro av gravitation. Om gravitation ingår, skulle det isolerade systemet innefatta alla andra gravitationsmassor.

5 comments
24 user2357112 07/25/2017
Att anropa Noeters teorem kan också vara magisk här. Länken mellan translationssymmetri och bevarande av momentum är extremt osynlig, och även om du accepterar att bevarande lagar och fysiska symmetrier är knutna, är det oklart varför momentum skulle vara saken konserverad som ett resultat av translationssymmetri. (Också är frågeställaren uppenbarligen 10.)
2 Cort Ammon 07/25/2017
Och förlängning av användarens 2357112 punkt, nästa fråga om "varför gör Lagrangian mekanik arbete" är en ganska smärtsam plats att gå. Med detta sagt är det svaret I skulle vilja tänka på, jag vet bara inte om jag skulle vilja förklara det för en 10-årig!
12 probably_someone 07/25/2017
@ user2357112 Om du har ett icke-magiskt sätt att förklara varför momentum är bevarat, skulle jag vara glad att höra det. Noeters teorem är det enda sättet jag kan tänka mig att relatera bevarande lagar till uppenbara egenskaper i rymden utan att direkt påverka Lagrangian mekanik (för att det skulle förstora mitt svar på textbokstorlek). Enligt min erfarenhet är det lättare att bara acceptera att någon matematiker satte mycket arbete för att bevisa det resultatet än att försöka komma runt det genom att förklara avledningen dåligt.
8 jamesqf 07/26/2017
@probably_someone: Men allt kommer ner till det faktum att "varför" frågor är fundamentellt oanvändbara. Det är precis som universum fungerar.
24 probably_someone 07/26/2017
@jamesqf Jag håller inte med om det. Det finns tre möjliga svar på en "varför" fråga: 1. Saken i fråga härrör från något annat, mer grundläggande begrepp. 2. Saken i fråga är ett av de antaganden vi gör som gör det möjligt för oss att korrekt förutsäga resten av verkligheten. 3. Saken i fråga har iakttagits experimentellt för att vara sant. Märkningsfrågor som "obesvarliga" leder människor att dra slutsatser av fysiken.

Dvij 07/26/2017.

På varför Why är en giltig sak att fråga i fysik

Även om nästan alla svar och kommentarer hävdar att det inte finns något riktigt rum för att förklara why något händer eller håller sig i fysik är det förstås inte sant. Du kan förklara varför det finns denna eller den här lagen i fysik - och inte bara på ett trivialt sätt som säger "för att vi tyckte att det skulle lydas i experiment". Det är den sociologiska anledningen till varför vi skrev papper om det och varför vi inkluderade det i våra läroböcker. Det förklarar inte riktigt något om själva lagen om why det fungerar. Som Feynman förklarar vackert i den här videon (eller som Weinberg har förklarat på många ställen i den här fantastiska boken ), är meningen med why lite knepigt i fysik på grund av följande: Slutligen kommer vi, som nämnts i ett annat svar, att förklara att en viss lag fungerar på grundval av en del grundläggande lagar, som vi inte riktigt vet varför fungerar. Detta väcker frågan om vi verkligen har förklarat något alls. Svaret, åtminstone för forskarna, är självklart ett ja. Eftersom det vi kallar de grundläggande lagarna har en makt att förklara alla andra lagar på ett minimalt sätt, och därmed är de anledningen why alla övriga lagar fungerar.

Vad jag menar kan visualiseras tydligt på följande sätt: Antag att du har $ 100 $ olika arbetslagar för olika saker. Då, en bra dag, finner du att det finns en enda lag som inte bara är en matematiskt smart omskrivning av de $ 100 $ lagarna i en enda rad, men är en faktiskt annan enda lag som reproducerar alla dessa $ 100 $ lagar och producerar också några andra $ 200 $ laws (som du inte visste tidigare, men du hittade dem vara sanna vid kontrollen när du kom att veta att den här nya magical singelag förutsäger att de är lagar förutom de tidigare kända $ 100 $ lagarna). Vilken logiskt talad person skulle kalla den nyfunna singelrätten som orsaken till alla dessa $ 300 $ lagar. Vi har det pågående arbetet med att förklara den nya lagen (som vi inte vet är om det är möjligt eller inte) men vi har definitivt förklarat ursprunget för dessa $ 100 + 200 $ lagar på ett mycket vetenskapligt sätt. När (och om) vi på något sätt förklarar ursprunget till den nya lagen så har vi förklarat why dessa $ 300 $ lagar fungerar på ett ännu bättre sätt, men det visar inte att vår tidigare förklaring till why dessa lagar fungerar inte var en förklaring alls.

På frågan om Why Newtons tredje lag fungerar

Jag kommer att ge en förklaring till varför det fungerar, som ytterligare kan förklaras mer grundligt baserat på den mest grundläggande naturkvoten som vi känner idag, Standardmodellen och Allmän Relativitet. Men jag kommer att stanna inom regimen av ganska klassiska förklaringar om varför Newtons tredje lag fungerar.

Först och främst doesn't hela tiden! Jag tycker att det här är kanske den mest ignorerade och mindre berömda funktionen av nedbrytningen av newtonska lagar. Jag kommer till denna punkt senare. Låt mig först förklara varför det fungerar när det fungerar och det kommer att bli uppenbart när det inte borde fungera.

Låt oss överväga ett partikelsystem. Det finns något som kallas momentum i detta universum som förblir bevarat i alla processer som händer (länken är avsedd för att klargöra hur man tänker på varför vissa kvantiteter definieras som de har definierats). Och varje partikel har en viss väldefinierad fart. Nu har det visat sig att effekten av ett yttre inflytande på en partikel, som vi kommer att kalla force , happens vara hur snabbt en partikelns moment förändras (vissa läsare vet att detta är den andra lagen, men inte att förvirra det med en definition snarare än en lag, se det länkade svaret). Tänk nu att två partiklar interagerar på något sätt. Eftersom den totala momentumet måste vara konstant under hela tiden, kommer en partikel att få momentet i precis samma takt som den andra partikeln förlorar den. Eftersom kraften helt enkelt är denna takt vid vilken en partikel ändrar sin momentum, om kraften på en partikel är lika med en viss kvantitet, säg $ F $, då blir den $ -F $ på den andra partikeln, eftersom förändringarna i Momentet av dessa partiklar är bara motsatt under vilket tidsintervall som helst.

Nu kommer den ovanstående raden av resonemang att bryta ner om vi har något annat än partiklar som kan ha momentum. Det kan vara svårt för OP att visualisera (men det finns inget annat sätt), det finns något som kallas elektromagnetiska fält som inte är tillverkade av partiklar (åtminstone klassiskt). De är bara några saker som finns i universum förutom partiklarna. Och vi har upptäckt att dessa fält också kan ha fart. Under en interaktion med partiklar kan de således bära bort en del av momentet (i viss mening) som dessa partiklar hade. Newtons tredje lag har helt enkelt ingen anledning att vara giltig i det här fallet och det är faktiskt inte generellt giltigt i samspelet mellan dessa fält med partiklar .

Edit

Observera att det faktum att vi vet varför vissa lagar fungerar är ett mycket väl förstått faktum av fysiker. (På ett visst sätt, följaktligen) Vi vet när en viss resonemang eller lag inte förklarar why den andra lagen fungerar även om den tidigare lagen reproducerar det senare. De viktigaste exemplen är de fall där även den senare reproducerar den första och de två är ekvivalenta (eller dubbla). Lägg märke till att i ren Newtonian Mechanics man inte kunde identifiera lagens bevarande av momentum som en djupare lag på grund av frånvaron av både "Noether theorems" och "upptäckten att fält bär fart". I ett sådant scenario, med tanke på Newtons andra lag, är både momentets bevarande och Newtons tredje lag faktiskt dubbla mot varandra och ingen av dem förklarar varför någon av dem har . Detta gör det ännu tydligare att det finns viss objektiv och bestämd mening när vi säger något förklarar varför något annat håller.


Jorge Perez 07/31/2017.

Newtons tredje lag fungerar eftersom universum försöker vara rättvist. Om du trycker mot något är det inte meningsfullt att du inte trycker tillbaka mot dig. Din hand trycker på bordet, och bordet trycker tillbaka lika hårt mot din hand. Om det inte tryckte tillbaka, skulle din hand gå rakt igenom bordet. Världen skulle bokstavligen falla ifrån varandra utan den lagen.

Saker går igenom varandra. En simmare går genom vatten; du går hela tiden genom luften. Men i båda fallen hoppar sakerna bokstavligen av dig. Luftmolekyler studsa av din kropp när du rör dig, och vattenmolekylerna studsar av din kropp när du simmer. Både luften och vattnet trycker mot dig lika hårt som du trycker på dem. Därför känner du motstånd när du försöker gå mot vinden, eller varför det är mycket svårare att springa i vatten desto djupare är det.

5 comments
10 JimmyJames 07/27/2017
Jag tror att du är på rätt väg. Inte säker på att använda termen "rättvis" men. Jag är ganska säker på att universum inte ger en slicka om rättvisa.
2 Jorge Perez 07/27/2017
Jag har tagit fysik, och jag vet hur det fungerar, men jag försöker förklara det för en 10-årig.
2 JimmyJames 07/27/2017
Rätt och alla svaren jag tycker är det bästa hittills. Jag föreslår bara att "rättvis" föreslår avsikt och kan hämma förståelsen. Det är en 10 år gammal, ja, men en som frågar en ganska smart fråga.
1 Vaibhav Garg 07/28/2017
Detta är det enda svaret som talar till en 10-årig. Jag har en son som är 9, och jag har en ganska bra uppfattning om den konceptuella ram som barnen hans ålder bygger upp vid denna tidpunkt i sin ålder. All "filosofi" och "momentum" svarar bara muddy vattnet.
1 Dvij 07/31/2017
En annan sak: "Om det inte tryckte tillbaka, skulle din hand gå rakt igenom bordet." Sann. Men det förklarar inte varför den tredje lagen fungerar om du inte antar att saker inte kan gå igenom varandra är en grundläggande naturregel. Men som du kan se, förutom att vara långt från en grundläggande regel är det inte ens generellt sant. Saker går igenom varandra hela tiden. Har du någonsin försökt gå genom ett rum fullt av luft? ;-)

Mayou36 07/28/2017.

No !

Ingen kan förklara why det fungerar. Människor kan bara förklara how det fungerar. Men det är en helt annan historia. De kan använda mer allmänna principer (försök att ställa denna fråga i en avancerad kurs i GR, mekanik eller liknande!), Men ett sådant svar kommer inte att bidra till "varför". Om du är intresserad av matematik kan du titta på Noether-teorem och symmetrier för en teoretisk förklaring (som fortfarande inte svarar helt på varför).

Till varför: Den tredje lagen är helt enkelt en observation. Lagen rymmer i any icke-relativistisk ram (låt oss vara icke-relativistiska för att hålla saker enklare, principerna är samma) situation. Ingen har hittat ett motexempel, och man kan inte förvänta sig att hitta en heller. Mer allmänt kan man säga att den tredje lagen är en annan formulering av momentbevarande.

Varför finns det ens fysiska lagar? Varför finns det ett univers i stället för ingenting? Förmodligen finns inget svar på frågor som dessa.

Målet med fysiken är att beskriva föremål runt oss i deras enklaste termer och förutse deras beteende. Således är fysik bra på att konvertera why frågor till how frågor. Därför frågar så många how frågor som möjligt är bra!

Vidare, oavsett fysisk lag som man kommer upp med är föremål för ogiltigförklaring om motstridiga bevis finns. Ingen har lyckats finna bevis som strider mot Newtons tredje lag ännu, trots att ingen aning om varför den fungerar. Och så är det sant.

Men fortsätt med din fråga och intresse, det är rätt sätt att lära sig vetenskap!

3 comments
1 Dan Henderson 07/27/2017
Risken att vara helt tangentiell: why är en fråga om orsak och effekt, vilket öppnar dörren (eller ska jag säga kaninhål?) Till diskussioner om relativ simultanitet.
Dawood ibn Kareem 08/12/2017
Det här är ett bra svar, eftersom det fokuserar på fysiska lagarens observerande natur. Föreställ dig ett universum där Newtons lagar inte håller (eller håller inte i nivå med vardagliga makroskopiska saker). Frågan om "hur vet vi att vi har this universum, inte that (icke-newtoniska) en" har bara ett svar - vi har gjort många observationer. Frågan om " why har vi this universum, inte that (icke-newtoniska) en" ligger utanför fysikens omfattning. Kanske har filosofin ett svar, eller religion, men inte vetenskap. Newtons lagar är helt enkelt en beskrivning av universum som vi har, inte ...
Dawood ibn Kareem 08/12/2017
... ett syndrom som kräver en förklaring.

Daniel Mahler 07/28/2017.

Fysik kan inte slutligen svara på denna typ av varför fråga, men här är 2 sätt att tänka på det:

ett enkelt sätt

Vad skulle det innebära att trycka hårt på någonting, om det inte pressade lika svårt? t.ex. Hur hårt kan du trycka luft med handen?

ett hårdare sätt

3: e lagen är matematiskt ekvivalent med (och så krävs för) bevarande av momentum. Detta leder naturligtvis till Why is momentum conserved? . Detta kan delvis besvaras av Noeters teorem och rymdsymmetri. Om du är 10 år gammal är förståelsen av Noeters teorem en stor utmaning, men om du gillar "varför" frågor är de en av de närmaste saker som fysikerna måste svara på. I det här fallet säger det i grund och botten att eftersom fysikens lagar som uttrycks i kartesiska koordinater är desamma oavsett var du sätter uppkomsten (koordinatsystemet och dess ursprung är en godtycklig artificiell uppfinning) matematiskt innebär att momentum måste bevaras. Efter logiken i argumentet som motiverar det kräver förståelse av Lagrangian-formuleringen av fysik.


Yashas 07/26/2017.

Newtons tredje lag är en omformulering av bevarande av momentum eller kanske en direkt följd av lagen om bevarande av momentum.

Vi kan förstå det matematiskt ganska enkelt. Den matematiska beskrivningen som ges i detta inlägg är inte rigorös men är tillräcklig för att ge den intuition som krävs för att förstå förhållandet.


Newton's second law: definition of force

Newtons andra lag definierar kraft som hastigheten av förändring av momentum. Det kan matematiskt uttryckas som:

$$ \ vec {F} = \ frac {d \ vec {p}} {dt} $$

där $ p $ är momentum och $ t $ är tiden.

$$$$ Newtons tredje lag och bevarande av fart

Tänk på två isolerade objekt $ A $ och $ B $. Låt objektet $ A $ utöva en kraft $ \ vec {F_ {AB}} $ på objektet $ B $.

Eftersom $ \ vec {F_ {AB}} $ är den enda kraften som verkar på objekt $ B $ ändras momentets moment enligt följande:

$$ \ vec {F_ {AB}} = \ frac {d \ vec {p_B}} {dt} $$

När momentumet bevaras, om momentet av objektet $ B $ ändras med en hastighet $ \ vec {F_ {AB}} $, måste momentet på något annat ändras med en hastighet av $ - \ vec {F_ {AB}} $ .

Det enda andra objektet som kan förlora momentum i vårt fall (av två isolerade objekt) är objekt $ A $. Därför ändras objektet $ A $ sin dynamik med en hastighet på $ - \ vec {F_ {AB}} $.

Nåväl, vi kan nyttja Newtons andra lag igen. Om momentet på ett objekt ändras med en hastighet av $ - \ vec {F_ {AB}} $, måste en netto kraft på $ - \ vec {F_ {AB}} $ fungera på den.

$$ \ vec {F_ {BA}} = - \ vec {F_ {AB}} $$

I en nötskal är detta Newtons tredje lag: för varje åtgärd ($ \ vec {F_ {AB}} $) finns det en lika och motsatt reaktion ($ - \ vec {F_ {AB}} $ eller $ \ vec { F_ {BA}} $).

5 comments
11 I wrestled a bear once. 07/26/2017
Dude är tio år gammal ....
6 Yashas 07/27/2017
Svaren som skickas till SE är för en bredare community. Det finns ingen regel att ett svar måste strikt begränsa kraven för OP-kravet. Dessutom har jag uttryckt de matematiska uttalandena i meningar.
2 Dan Henderson 07/27/2017
@ Yashas Jag önskar fler svar gjorde det med sina matriser. Jag ser många svar med mer tex än text och mina ögon är bara typ av glasyr över (jag vet inte hur man läser några av de mer komplexa notationerna, som de som använder Σ).
Yashas 07/28/2017
Även om all matematisk del av detta svar togs bort skulle det fortfarande vara ett svar. Det finns knappast någon allvarlig matte i svaret; matematikdelen är kompletterande. De matematiska uttrycken står inte heller ensamma; varje matematiskt uttryck har förklarats. Även om den 10-årige inte förstår notationen, kommer de att förstå idén (kanske också gissa vad mattexambolerna betyder med tanke på att varje matematiskt uttalande har fått en tillräcklig förklaring).
1 Russell McMahon 07/31/2017
@Jag brottades med en björn en gång. På grund av var 10 år gammal. Att säga så fick sitt konto raderat eftersom reglerna säger att han måste vara äldre. Svaren måste adresseras till faktiska eller ideella> 10-åringar. Förmodligen.

Narasimham 07/25/2017.

Om två static forces agerar genom att balansera varandra är det ingen resulterande rörelse. Det finns inte heller någon styrka.

Men om en dynamisk kraft verkar på någon kropp kommer dess reaktion bara av rörelse (dynamik) av objektet. Vi kan säga att det är likvärdigt med att tvinga och en annan föreställd statisk D'Alembert kraft i motsatt riktning. Det är den grundläggande skillnaden mellan statiska och dynamiska kraft- och förskjutningsåtgärder.

Ett annat sådant exempel är en fallande kropp. Det finns både kraft as well as resulterande rörelse.

Med undantag för energikällan arbetar en fritt fallande kropp (gravitation) och raket (utvisat brinnande bränsle) på samma sätt dynamiskt.


MCon 07/28/2017.

Låt oss ta en helt annan inställning från andra svar, som i allmänhet är mycket bra. Jag ska bara skissa; Om någon är intresserad bara släpp en kommentar och jag kommer att försöka hitta tiden att utveckla (notera: Jag är inte engelska modersmål så språket kan vara "lite av", bära med mig).

  • Vår vetenskap är faktiskt en metod som vi använder för att undersöka vår omgivning.
  • Denna metod bygger på two oberoende men sammanlänkade discipliner:
    1. Experimentell vetenskap.
    2. Exakt (ofta kallad "teoretisk") vetenskap.
  • Experimentell försöker sanna naturen med experiment, som ett spel där du ställer specifika frågor för att ta reda på vad som är det dolda objektet.
  • Exakt vetenskap, OTOH, has nothing to do with the real world ; Det är en matematisk konstruktion som börjar med en uppsättning postulater och härledande egenskaper via teorem (eller motsvarande matematiska derivat).
  • De två kör på parallella spår och stör aldrig directly .
  • Vad håller dessa två "parallella" och hindrar dem att diverga (för mycket) är egentligen män; Vetenskapsmän är ofta "byta tåg" eller kommunicera med kollegor som reser på "andra tåg".
  • Människor som experimenterar försöker förstå vilka "postulater" kunde förklara observerat beteende.
  • Människor som gör teoretiskt arbete försöker "förutse" vad som skulle hända är specifika (ofta "konstiga") fall i den valda ramen och be experimentera att verifiera.
  • Division är nästan aldrig så skarp, men det är användbart att förstå bakgrunden.
  • Newton "lagar" är ingenting mer och inte mindre än postulates han brukade konstruera sin Exact Science: Classical Physics. De har exakt samma roll som Euclids "fem postulat": de är grunden för att bygga en helt abstrakt konstruktion.
  • Euclid Geometry gjorde ett underbart arbete för att låta oss förstå och manipulera vår omgivning, men inte de enda som kan användas (se: bourbakism ) och andra icke-euklidiska geometrier är möjliga (och förmodligen en bättre representation av vår verklighet).
  • Samma kan sägas om klassisk fysik, som är "tillräckligt bra" för att beräkna banor för månen och bortom, men har "ersatts" av mer moderna teorier (t ex: relativistisk mekanik och kvantmekanik).
  • När något sådant händer är det väldigt sällsynt, att "Old Theory" är fullständigt diskrediterad. Det som normalt händer är att det blir ett "speciellt fall" av den nya, mer generella teorin. Den tidigare uppsättningen postulates är således "härledda" och "förklaras" i form av de nya så att de inte ser ut som postulater längre, de "demonstreras" istället; "demonstration", men i slutändan ligger i en annan massa oundvikliga påståenden.
  • I slutändan är anledningen till att vissa uppsatta postulater väljs, eftersom våra experiment pekar i den riktningen; för Newtons tredje lag är det lätt att se vad som händer om du slänger en baseboll medan du står på skridskor (och lyckas inte falla). Att avleda andra postulater är en mer komplex sak och det går huvudsakligen genom trial-and-error (dvs: du vet att en viss mängd "fakta" är sanna och justera dina antaganden för att få dessa resultat). Av den anledningen är det viktigt att "förutse" något icke uppenbart och inte-observerat "faktum" för att validera din teori (dvs. att gå tillbaka till Experimentell vetenskapståg).
5 comments
1 MCon 07/28/2017
Kan jag veta orsaker till nedstämning, snälla?
chuxley 08/08/2017
Förmodligen affischens ålder. Det är ett långt svar som skulle gå över ett yngre affischhuvud. Affischen är 10 år gammal. Jag är i alla fall oenig om "exakt" teoretisk vetenskap. I alla fall; hela detta svar kan egentligen bara kokas ner för att påpeka skillnaden mellan empiriska lagar och vetenskapliga modeller / teori.
MCon 08/08/2017
@chuxley: tack. Jag skulle vara intresserad av varför du "instämmer", men jag antar att det inte är platsen att diskutera det. Finns det något sätt att göra det "privat"? (om du är intresserad av det självklart)
chuxley 08/08/2017
Säker. Finns det ett sätt att skicka privata meddelanden här? Om det är; skicka bara en och vi kan diskutera det. Om inte skickar jag min email här.
MCon 08/08/2017
@chuxley: AFAIK det finns ingen PM i stackutbyte. Det finns flera chattrum (fysik är chat.stackexchange.com/rooms/71/the-h-bar ), men det måste du vara på samma säkring (och jag ska slå på säcken, imorgon kommer jag att vara på ett plan). Min throwaway-adress är: ziobyte på gmail dot com ... men nästa dag kommer jag att vara väldigt upptagen. Tack.

PStag 07/25/2017.

Om du kan tänka dig att trycka en fjäder mellan två fingrar, trycker fjädern i samma finger i varje finger. På samma sätt med din arm, om du trycker mot något du bara raker din arm, skjuter din arm dig bort samma sak som objektet.

Detsamma gäller för en raket, När bränslet exploderar skjuts det ut i alla riktningar. Explosionen skjuter raket upp så mycket som det trycker ner jorden.

2 comments
5 Beanluc 07/25/2017
Nej, inte jorden. Avgasmassan.
4 Michael Kjörling 07/26/2017
Raketbränsle spricker normalt inte. En explosion i en raket bränsle leder nästan alltid till det som ibland kallas RUD, vilket i detta fall är stenografi för rapid unplanned disassembly . Raketbränslet combusts i en kontrollerad reaktion (hej, Wikipedia-artikeln om förbränning har till och med en LH2 / LOX-rakett 2H2 + O2-> 2H2O, om än gasformigt som ett exempel). Och självklart är det hela syftet med munstycket att styra kraften hos de expanderande gaserna, vilket gör att motorn (och därmed raketten den är fastsatt till) förflyttas i önskad riktning.

Related questions

Hot questions

Language

Popular Tags