Tại sao Luật thứ ba của Newton thực sự hoạt động?

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

Cha tôi đã giải thích cho tôi biết tên lửa hoạt động như thế nào, và ông ấy nói với tôi về định luật chuyển động thứ ba của Newton đã làm việc ở đây. Tôi hỏi anh ta tại sao nó hoạt động và anh ta không trả lời. Tôi đã lãng phí hơn một tuần suy nghĩ về vấn đề này, bây giờ tôi đang từ bỏ. Bất cứ ai có thể giải thích lý do tại sao Luật thứ ba của Newton hoạt động?

Để tham khảo, định luật thứ ba của Newton:

Đối với mọi hành động luôn luôn phản đối một phản ứng bình đẳng: hoặc các hành động lẫn nhau của hai cơ quan với nhau luôn luôn bằng nhau, và hướng đến các phần trái.

4 Comments
David Z♦ 31/07/2017
Vì có một số nhận xét không nhằm mục đích cải thiện bài đăng và thậm chí cả những nhận xét không thực sự dẫn đến những cải tiến lớn bởi vì OP không còn tồn tại nữa, tôi đã chuyển các nhận xét để trò chuyện để chúng tôi có hồ sơ của họ.
Mauro ALLEGRANZA 01/08/2017
Bạn có thể đọc thảo luận ban đầu của Newton về Luật 3 . Nhưng bạn cũng có thể xem xét việc sử dụng rõ ràng của luật do Newton thực hiện: chúng tôi có rất ít sự xuất hiện của nó: Coroll.3 : bảo tồn quantity of motion , Scholium đến Coroll.6 : va chạm của các vật cứng và Coroll.2 để Prop.76 : thu hút lẫn nhau. Vì vậy, rất ít nhưng rất quan trọng xuất hiện của Luật.
Jack R. Woods 07/08/2017
Nếu câu hỏi của bạn là "Tại sao định luật thứ 3 của Newton giải thích cách thức tên lửa hoạt động?" thay vì "Tại sao luật thứ ba của Newton lại hoạt động?" sau đó "bảo tồn động lượng" hoạt động như đã đề cập dưới đây. Các "hệ thống" bắt đầu với tên lửa và nhiên liệu văn phòng phẩm (trong khung tham chiếu của nó). Vì vậy, để làm cho tên lửa đi theo một hướng bạn phải "bắn" khối ra theo hướng khác. (Đây là định luật thứ 3 của Newton.) Momentum được định nghĩa là vận tốc lần khối lượng (mv), do đó khối lượng của tên lửa lần vận tốc của nó theo hướng "lên" phải bằng khối lượng nhiên liệu với tốc độ của nhiên liệu trong hướng xuống.
Jack R. Woods 07/08/2017
Giải thích ở trên là thô, tất nhiên, vì nhiên liệu cũng là "đẩy" nhiên liệu nhiều hơn theo hướng "lên" cho đến khi nó được sử dụng. Ngoài ra, nhiên liệu bị trục xuất có thành phần vận tốc vuông góc với hướng của tên lửa cũng như "thẳng xuống". Tất cả trong tất cả, tuy nhiên, đây là ý tưởng và bạn thực sự không cần phải sử dụng thuyết tương đối rộng và cơ học lượng tử vì định luật Newton đủ tốt để đưa chúng ta lên mặt trăng.

10 Answers


Cort Ammon 28/07/2017.

Why do you want to know?

Tôi không đùa. Đó thực sự là một câu hỏi quan trọng. Câu trả lời thực sự phụ thuộc vào những gì bạn dự định làm với thông tin bạn được cung cấp.

Định luật Newton là một mô hình thực nghiệm. Newton chạy một loạt các nghiên cứu về cách mọi thứ di chuyển, và tìm thấy một bộ quy tắc nhỏ có thể được sử dụng để dự đoán điều gì sẽ xảy ra với một quả bóng bay trong không khí. Luật "làm việc" vì chúng có hiệu quả trong việc dự đoán vũ trụ.

Khi khoa học biện minh cho một tuyên bố như "tên lửa sẽ đi lên," nó làm như vậy bằng cách sử dụng những thứ mà chúng ta cho là đúng. Định luật Newton có một hồ sơ theo dõi rất lớn làm việc cho các đối tượng khác, do đó, rất có khả năng họ sẽ làm việc cho tên lửa này là tốt.

Khi nó quay ra, định luật Newton aren't thực sự là luật cơ bản của vũ trụ. Khi bạn tìm hiểu về thuyết tương đối và cơ học lượng tử (QM), bạn sẽ thấy rằng khi bạn đẩy bản chất đến những thái cực, định luật Newton không quite đúng. Tuy nhiên, chúng là một sự xấp xỉ cực kỳ tốt về những gì thực sự xảy ra. Tốt đến mức chúng ta thường không dành thời gian để biện minh cho việc sử dụng chúng trừ khi chúng ta bước vào những môi trường thực sự kỳ lạ (như thế giới cận nguyên tử nơi QM thống trị).

Khoa học luôn được xây dựng dựa trên những giả định mà chúng tôi đưa ra và luôn luôn thử thách những giả định đó một cách bận rộn. Nếu bạn có nền toán học, tôi có thể chứng minh làm thế nào thứ ba của Newton Luật có thể được giải thích như là một xấp xỉ của QM như kích thước của đối tượng được lớn. Tuy nhiên, cuối cùng, bạn sẽ kết thúc với một đống toán học và một câu hỏi cháy: "tại sao QM làm việc." Tất cả những gì bạn làm ở đó là thay thế một câu hỏi với câu hỏi khác.

vậy bạn đã dời nó ở đâu? Nó phụ thuộc vào những gì bạn thực sự muốn biết ngay từ đầu. Một cách tiếp cận đơn giản là chấp nhận rằng các nhà khoa học nói rằng Định luật thứ ba của Newton hoạt động, bởi vì nó đã được thử nghiệm. Một cách tiếp cận khác là học toàn bộ toán học bổ sung để tìm hiểu lý do tại sao nó hoạt động theo quan điểm QM. Điều đó chỉ đá có thể xuống đường một chút cho đến khi bạn thực sự có thể giải quyết các câu hỏi về QM.

Tùy chọn thứ ba sẽ là tự mình kiểm tra. Khoa học được xây dựng trên các nhà khoa học không chấp nhận từ ngữ của cơ sở theo giá trị khuôn mặt, đã đi ra ngoài, và chứng minh nó với chính mình, đúng hay sai. Thiết kế thí nghiệm của riêng bạn cho thấy công trình của Luật thứ ba của Newton. Sau đó đi ra ngoài và cố gắng đưa ra lý do nó có thể không hoạt động. Kiểm tra chúng. Hầu hết thời gian, bạn sẽ thấy rằng luật pháp nắm giữ hoàn hảo. Khi nó không được cập nhật, hãy quay lại đây với thử nghiệm của bạn và chúng tôi có thể giúp bạn tìm hiểu cách giải thích kết quả bạn đã thấy.

Đó là khoa học. Khoa học không phải là về một lớp học đầy đủ các phương trình và bài tập về nhà. Đó là về các nhà khoa học hỏi tất cả mọi thứ về thế giới của họ, và sau đó kiểm tra hệ thống bằng cách sử dụng phương pháp khoa học!

1 comments
2 David Z♦ 30/07/2017
Tôi đã xóa một loạt các nhận xét không góp phần vào mục đích cải thiện câu trả lời.

probably_someone 25/07/2017.

Định luật thứ ba của Newton là một hệ quả trực tiếp của việc bảo toàn động lượng, mà về cơ bản nói rằng trong một hệ thống cô lập không có lực ròng trên nó, động lượng không thay đổi. Điều này có nghĩa là nếu bạn thay đổi động lượng của một vật, thì động lượng của một vật khác phải thay đổi theo hướng ngược lại để duy trì động lượng tổng thể. Lực lượng gây ra những thay đổi trong động lượng, vì vậy mọi lực phải có lực phản ứng ngược lại.

Trong ví dụ tên lửa của bạn, tên lửa và nhiên liệu thoát của nó tạo thành một hệ thống bị cô lập. * Nhiên liệu thoát lúc đầu đã nghỉ, và bây giờ đang chuyển động rất nhanh, nên rõ ràng động lượng của nó đã thay đổi. Vì vậy, tên lửa, là đối tượng duy nhất khác trong hệ thống, cũng phải thay đổi động lượng của nó để chống lại khí chuyển động nhanh. Do đó, tên lửa tạo ra lực trên khí, tạo ra lực bằng và ngược lại trên tên lửa.

Nhưng bây giờ bạn có thể hỏi:

Why is momentum conserved?

Bảo tồn động lượng xuất phát từ một ý tưởng gọi là Định lý Noether, trong đó nói rằng các luật bảo tồn nói chung là một kết quả trực tiếp của sự đối xứng của các hệ thống vật lý. Đặc biệt, việc bảo toàn động lượng đến từ translation symmetry . Điều này có nghĩa là hành vi của hệ thống không thay đổi nếu bạn chọn nguồn gốc mới cho tọa độ của bạn (đặt khác, hành vi của hệ thống chỉ phụ thuộc vào vị trí của các thành phần của nó tương đối với nhau). Tính đối xứng này được tìm thấy trong tất cả các hệ thống bị cô lập không có lực ròng trên chúng bởi vì nó là một đối xứng của chính không gian. Tính đối xứng dịch của hệ thống là kết quả của homogeneity of space , có nghĩa là không gian "ở cùng một nơi" - chiều dài của một thanh không thay đổi nếu bạn đặt nó ở một nơi khác.

Nhưng bây giờ bạn có thể hỏi:

Why is space homogeneous?

Trong cơ học cổ điển, đây là một trong những giả định cơ bản cho phép chúng ta làm bất cứ điều gì khác. Trên thực tế, theo Thuyết tương đối rộng, không gian thực sự isn't đồng nhất - nó uốn cong trong sự hiện diện của các vật thể khổng lồ. Nhưng thông thường nó đủ gần để đồng nhất mà cơ học cổ điển hoạt động tốt (trọng lực là khá ngoạn mục yếu, sau khi tất cả), và do đó giả định của tính đồng nhất giữ.

* Đây là trong trường hợp không có trọng lực. Nếu lực hấp dẫn được bao gồm, hệ thống phân lập sẽ bao gồm bất kỳ khối lượng hấp dẫn nào khác.

5 comments
24 user2357112 25/07/2017
Việc gọi định lý Noether cũng có thể là phép thuật ở đây. Mối liên hệ giữa tính đối xứng dịch và bảo toàn động lượng cực kỳ không rõ ràng, và thậm chí nếu bạn chấp nhận rằng các luật bảo tồn và đối xứng vật lý được liên kết, thì không rõ tại sao momentum sẽ là thứ được bảo tồn như là kết quả của tính đối xứng dịch. (Ngoài ra, người hỏi có vẻ bề ngoài 10)
2 Cort Ammon 25/07/2017
Và mở rộng điểm của người dùng2357112, câu hỏi tiếp theo về "tại sao cơ chế Lagrange lại hoạt động" là một nơi khá đau đớn để đi. Điều đó đang được nói, đây là câu trả lời I sẽ chọn để suy nghĩ, tôi chỉ không biết nếu tôi muốn phải giải thích nó cho một đứa trẻ 10 tuổi!
12 probably_someone 25/07/2017
@ user2357112 Nếu bạn có một cách không kỳ diệu để giải thích tại sao động lượng được bảo toàn, tôi rất vui khi nghe nó. Định lý Noether là cách duy nhất tôi có thể nghĩ đến để liên kết luật bảo tồn với các tính chất rõ ràng của không gian mà không cần gọi trực tiếp cơ học Lagrange (vì điều đó sẽ mở rộng câu trả lời của tôi cho kích thước sách giáo khoa). Theo kinh nghiệm của tôi, nó dễ dàng hơn để chỉ chấp nhận rằng một số nhà toán học đặt rất nhiều công việc vào chứng minh rằng kết quả hơn là cố gắng và nhận được xung quanh nó bằng cách giải thích các derivation xấu.
8 jamesqf 26/07/2017
@probably_someone: Nhưng tất cả đều đến với thực tế là các câu hỏi "tại sao" về cơ bản không thể trả lời được. Nó chỉ là cách vũ trụ hoạt động.
24 probably_someone 26/07/2017
@jamesqf Tôi không đồng ý. Có ba câu trả lời có thể cho câu hỏi "tại sao": 1. Vấn đề nảy sinh từ một số khái niệm cơ bản khác; 2. Vấn đề được đề cập là một trong những giả định mà chúng tôi đưa ra cho phép chúng tôi dự đoán chính xác phần còn lại của thực tế; 3. Điều được đề cập đã được thực nghiệm quan sát là đúng. Câu hỏi ghi nhãn là "không thể trả lời" dẫn mọi người giảm các kết luận của vật lý.

Dvij 26/07/2017.

Tại sao Why là một điều hợp lệ để hỏi về vật lý

Mặc dù hầu như tất cả các câu trả lời và nhận xét đều cho rằng không có phòng thực để giải thích why một cái gì đó xảy ra hoặc nắm giữ trong Vật lý, dĩ nhiên, điều đó không đúng. Bạn có thể giải thích tại sao có cái này hay luật đó trong Vật lý - và không chỉ theo một cách tầm thường mà nói, "bởi vì chúng tôi thấy nó được tuân theo trong các thí nghiệm". Đó là lý do xã hội đằng sau lý do tại sao chúng tôi viết các bài báo về nó và tại sao chúng tôi đưa nó vào sách giáo khoa của chúng tôi. Nó không thực sự giải thích bất cứ điều gì về bản thân pháp luật là why nó hoạt động. Như Feynman giải thích rõ ràng trong video này (hoặc như Weinberg đã giải thích ở nhiều nơi trong cuốn sách tuyệt vời này ), ý nghĩa của việc why là một vấn đề phức tạp trong Vật lý vì những điều sau: Cuối cùng, như đã đề cập trong câu trả lời khác, chúng ta sẽ giải thích rằng một luật nào đó hoạt động dựa trên một số luật cơ bản, mà chúng ta không thực sự biết tại sao lại hoạt động. Điều này, đặt ra câu hỏi là liệu chúng tôi có thực sự giải thích bất cứ điều gì cả. Câu trả lời, ít nhất là đối với các nhà khoa học, rõ ràng nhất, là có. Bởi vì những gì chúng ta gọi là luật cơ bản có khả năng giải thích tất cả các luật khác một cách tối thiểu, và do đó, đó là lý do why tất cả các luật khác hoạt động.

Những gì tôi có nghĩa là có thể được hình dung rõ ràng theo cách sau đây: Giả sử bạn có luật làm việc khác nhau $ 100 $ cho những thứ khác nhau. Sau đó, một ngày tốt đẹp, bạn thấy rằng có một luật duy nhất không chỉ là viết lại thông minh toán học của những luật $ 100 đó trong một dòng đơn thuần mà là một luật đơn lẻ khác nhau tái tạo tất cả các luật $ 100 đó và cũng tạo ra một số luật khác $ 200 $ luật (mà bạn không biết trước đây, nhưng bạn thấy chúng đúng khi kiểm tra khi bạn biết rằng luật đơn mới magical dự đoán chúng là luật ngoài luật $ 100 $ trước đây). Bất kỳ người nói hợp lý nào cũng sẽ gọi luật đơn mới được tìm thấy là lý do của tất cả những luật $ 300 $ đó. Chúng ta có công việc giải thích về luật mới này (mà chúng ta không biết là liệu có thể hay không) nhưng chúng ta chắc chắn đã giải thích nguồn gốc của những luật $ 100 + 200 $ đó một cách rất khoa học. Khi (và nếu) bằng cách nào đó chúng tôi giải thích nguồn gốc của luật mới thì chúng tôi sẽ giải thích why những luật $ 300 $ đó hoạt động tốt hơn nhưng điều đó không chứng minh rằng lời giải thích trước đây của chúng tôi về why giải thích chút nào.

Về câu hỏi tại Why công trình luật thứ ba của Newton

Tôi sẽ giải thích tại sao nó hoạt động mà có thể được giải thích thêm về cơ bản dựa trên khuôn khổ cơ bản nhất của tự nhiên mà chúng ta biết ngày nay, Mô hình Chuẩn và Thuyết tương đối rộng. Nhưng tôi sẽ ở trong chế độ giải thích khá cổ điển về lý do tại sao luật thứ ba của Newton lại hoạt động.

Trước hết, nó doesn't hoạt động mọi lúc! Tôi nghĩ rằng đây có lẽ là tính năng được bỏ qua và ít nổi tiếng nhất của sự phân tích các định luật Newton. Tôi sẽ đến điểm này sau. Hãy để tôi giải thích lý do tại sao nó hoạt động khi nó hoạt động và nó sẽ làm cho rõ ràng khi nó không hoạt động.

Hãy xem xét một hệ thống các hạt. Có một thứ gọi là momentum trong vũ trụ này vẫn được bảo tồn trong tất cả các quá trình xảy ra (liên kết nhằm làm sáng tỏ cách suy nghĩ tại sao các đại lượng nhất định được định nghĩa theo cách chúng được xác định). Và mỗi hạt có một động lượng nhất định. Bây giờ, người ta đã thấy rằng ảnh hưởng của một ảnh hưởng bên ngoài lên một hạt, mà chúng ta gọi là force , happens là tốc độ của một hạt thay đổi nhanh như thế nào (một số độc giả sẽ biết rằng đây là luật thứ hai, nhưng không nhầm lẫn nó với định nghĩa chứ không phải là luật, xem câu trả lời được liên kết). Bây giờ, hãy xem xét hai hạt tương tác trong một số thời trang. Vì tổng động lượng cần phải liên tục trong suốt thời gian, một hạt sẽ đạt được động lượng với tốc độ giống như hạt thứ hai mất đi. Vì lực chỉ đơn giản là tốc độ mà tại đó một hạt thay đổi động lượng của nó, nếu lực tác động lên một hạt bằng một số lượng, giả sử $ F $, thì nó sẽ là $ -F $ trên hạt kia bởi vì những thay đổi trong khoảnh khắc của các hạt này chỉ là ngược lại trong bất kỳ khoảng thời gian nào.

Bây giờ, dòng lý luận trên sẽ bị phá vỡ nếu chúng ta có thứ gì khác hơn là các hạt có thể có động lượng. Nó có thể là khó khăn cho OP để hình dung (nhưng không có cách nào khác), có cái gì đó gọi là trường điện từ mà không được làm bằng các hạt (ít nhất là cổ điển). Chúng chỉ là một số thứ tồn tại trong vũ trụ ngoài các hạt. Và chúng tôi đã phát hiện ra rằng các trường này cũng có thể có động lượng. Do đó, trong một tương tác với các hạt, chúng có thể mang đi một số momenta (theo một nghĩa nào đó) mà các hạt này có. Định luật thứ ba của Newton đơn giản là không có lý do để có giá trị trong trường hợp này và quả thực, nó không có giá trị tổng quát trong tương tác của các trường này với các hạt .

Edit

Lưu ý rằng thực tế là chúng ta biết tại sao một số luật hoạt động là một thực tế rất được hiểu bởi các nhà vật lí. (Trong một số ý nghĩa, do đó) Chúng tôi biết khi nào một lý do hoặc luật nào đó không thực sự giải thích why luật khác lại hoạt động ngay cả khi luật trước đó tái tạo sau này. Các ví dụ chính sẽ là các trường hợp trong đó ngay cả sau đó tái sản xuất đầu tiên và hai là tương đương (hoặc kép). Lưu ý rằng trong thuần túy Cơ học Newton, người ta không thể xác định được luật bảo toàn động lượng như một luật sâu sắc hơn do sự vắng mặt của cả hai định lý Noether và 'khám phá rằng các trường mang động lượng'. Trong một kịch bản như vậy, với định luật thứ hai của Newton, cả việc bảo toàn động lượng và định luật thứ ba của Newton đều thực sự song hành với nhau và không ai trong số họ giải thích tại sao bất kỳ người nào trong số họ nắm giữ . Điều này làm cho nó thậm chí còn rõ ràng hơn rằng có một số ý nghĩa khách quan và rõ ràng khi chúng ta nói điều gì đó giải thích tại sao một cái gì đó khác nắm giữ.


Jorge Perez 31/07/2017.

Định luật thứ ba của Newton hoạt động vì vũ trụ cố gắng công bằng. Nếu bạn đẩy chống lại một cái gì đó nó làm cho không có ý nghĩa không cho nó để đẩy lùi lại chống lại bạn. Bàn tay của bạn đẩy lên bàn, và bàn đẩy mạnh trở lại như bàn tay của bạn. Nếu nó không đẩy lùi, bàn tay của bạn sẽ đi thẳng qua bàn. Thế giới sẽ sụp đổ theo nghĩa đen mà không có luật đó.

Mọi thứ đều đi qua nhau. Một người bơi lội đi qua nước; bạn luôn đi qua không trung. Nhưng trong cả hai trường hợp, mọi thứ theo nghĩa đen sẽ dội ngược bạn. Các phân tử không khí bật ra khỏi cơ thể của bạn khi bạn di chuyển, và các phân tử nước dội ra khỏi cơ thể khi bạn bơi. Cả không khí và nước đẩy ngược lại bạn cũng khó như bạn đẩy chúng. Đó là lý do tại sao bạn cảm thấy sức đề kháng khi cố gắng chống lại gió, hoặc tại sao nó khó khăn hơn để chạy trong nước sâu hơn.

5 comments
10 JimmyJames 27/07/2017
Tôi nghĩ bạn đang đi đúng hướng. Bạn không chắc chắn về việc sử dụng cụm từ 'công bằng'. Tôi khá chắc chắn vũ trụ không đưa ra một lick về sự công bằng.
2 Jorge Perez 27/07/2017
Tôi đã lấy vật lý, và tôi biết nó hoạt động như thế nào, nhưng tôi đang cố gắng giải thích nó cho một đứa trẻ 10 tuổi.
2 JimmyJames 27/07/2017
Bên phải và của tất cả các câu trả lời tôi nghĩ rằng đây là tốt nhất cho đến nay. Tôi chỉ gợi ý rằng 'công bằng' cho thấy ý định và có thể ngăn cản sự hiểu biết. Đó là một đứa trẻ 10 tuổi, vâng, nhưng đó là một câu hỏi khá thông minh.
1 Vaibhav Garg 28/07/2017
Đây là câu trả lời duy nhất nói chuyện với một đứa trẻ 10 tuổi. Tôi có một đứa con trai 9 tuổi, và tôi có một khái niệm khá tốt về khuôn khổ khái niệm mà tuổi trẻ của anh ta xây dựng tại thời điểm này trong thời đại của họ. Tất cả các câu trả lời "triết học" và "động lượng" chỉ bùn lầy nước.
1 Dvij 31/07/2017
Một điều khác: "Nếu nó không đẩy lùi, bàn tay của bạn sẽ đi thẳng qua bàn." Thật. Nhưng điều đó không giải thích tại sao luật thứ ba lại hoạt động trừ khi bạn cho rằng mọi thứ không thể đi qua nhau là một nguyên tắc cơ bản của tự nhiên. Nhưng như bạn có thể thấy, ngoài việc ở xa một quy luật cơ bản, nó thậm chí còn không đúng sự thật. Mọi thứ luôn đi qua nhau. Bao giờ thử đi qua một căn phòng đầy không khí? ;-)

Mayou36 28/07/2017.

No !

Không ai có thể giải thích why nó hoạt động. Mọi người chỉ có thể giải thích how nó hoạt động. Nhưng đó là một câu chuyện hoàn toàn khác. Họ có thể sử dụng nhiều nguyên tắc chung hơn (thử hỏi câu hỏi này trong khóa học nâng cao về GR, cơ học hoặc tương tự!), Nhưng câu trả lời như vậy sẽ không đóng góp vào "lý do". Nếu bạn quan tâm đến toán học, bạn có thể nhìn vào định lý Noether và đối xứng cho một lời giải thích lý thuyết (mà vẫn không trả lời đầy đủ lý do tại sao).

Lý do: Luật thứ ba chỉ đơn giản là một quan sát. Luật pháp nắm giữ trong any khung không tương đối nào (chúng ta hãy giữ nguyên không tương đối để giữ cho mọi việc đơn giản hơn, các nguyên tắc đều giống nhau). Chưa có ai tìm thấy một ví dụ phản đối và bạn cũng không thể tìm thấy một ví dụ nào. Thông thường, người ta có thể nói rằng định luật thứ ba là một công thức khác nhau về bảo tồn động lượng.

Tại sao thậm chí còn tồn tại các định luật vật lý? Tại sao có vũ trụ thay vì không có gì? Có lẽ, không có câu trả lời cho những câu hỏi như thế này.

Mục tiêu của vật lý là mô tả các đối tượng xung quanh chúng ta theo các thuật ngữ đơn giản nhất và dự đoán hành vi của chúng. Vì vậy, vật lý là tuyệt vời tại chuyển đổi why câu hỏi vào câu hỏi how . Vì vậy, hãy hỏi càng nhiều câu hỏi càng tốt là điều tuyệt vời!

Hơn nữa, bất kỳ luật vật lý nào đi kèm đều có thể bị vô hiệu nếu có bằng chứng trái ngược. Chưa ai tìm ra bằng chứng trái với định luật thứ ba của Newton - mặc dù không có bất kỳ ý tưởng nào về lý do tại sao nó hoạt động. Và do đó nó là sự thật.

Nhưng hãy kiên trì với câu hỏi và sự quan tâm của bạn, đó là cách đúng để học khoa học!

3 comments
1 Dan Henderson 27/07/2017
Rủi ro hoàn toàn tiếp tuyến: why là một câu hỏi về nguyên nhân và hiệu quả, mở ra cánh cửa (hay tôi nên nói, lỗ thỏ?) Để thảo luận về tính đồng thời tương đối.
Dawood ibn Kareem 12/08/2017
Đây là một câu trả lời tuyệt vời, bởi vì nó tập trung vào bản chất quan sát của các định luật vật lý. Hãy tưởng tượng một vũ trụ mà pháp luật của Newton không giữ (hoặc, không giữ ở mức độ của những thứ vĩ mô hàng ngày). Câu hỏi về "làm thế nào để chúng ta biết chúng ta có vũ trụ this , không phải that (phi Newton)" chỉ có một câu trả lời - chúng ta đã thực hiện rất nhiều quan sát. Câu hỏi về " why chúng ta lại có vũ trụ this , không phải that vũ trụ (phi Newton)" nằm ngoài phạm vi vật lý. Có lẽ triết học có câu trả lời, hay tôn giáo, nhưng không phải khoa học. Định luật Newton đơn giản chỉ là mô tả vũ trụ mà chúng ta có, không phải ...
Dawood ibn Kareem 12/08/2017
... một hội chứng đòi hỏi một lời giải thích.

Daniel Mahler 28/07/2017.

Vật lý cuối cùng không thể trả lời loại câu hỏi này tại sao, nhưng đây là 2 cách để suy nghĩ về nó:

một cách đơn giản

Điều gì sẽ có nghĩa là để đẩy mạnh vào một cái gì đó, nếu nó không đẩy trở lại bằng nhau cứng? Ví dụ: Bạn có thể đẩy không khí bằng tay bằng cách nào?

một cách khó khăn hơn

Định luật thứ 3 tương đương về mặt toán học (và cần thiết cho) sự bảo toàn động lượng. Điều này tự nhiên dẫn đến câu hỏi Why is momentum conserved? . Điều này một phần có thể được trả lời bởi định lý Noether và sự đối xứng của không gian. Nếu bạn 10 tuổi thì hiểu được định lý của Noether sẽ là một thách thức lớn, nhưng nếu bạn thích 'tại sao' các câu hỏi chúng là một trong những thứ gần nhất mà các nhà vật lí phải trả lời. Trong trường hợp này về cơ bản nó nói rằng bởi vì các định luật vật lý như được biểu diễn theo tọa độ Descartes đều giống nhau bất kể bạn đặt nguồn gốc ở đâu (hệ tọa độ và nguồn gốc của nó là một phát minh nhân tạo tùy ý) về mặt toán học là động lượng phải được bảo toàn. Theo logic của lập luận biện minh rằng đòi hỏi phải hiểu được công thức vật lý Lagrange.


Yashas 26/07/2017.

Định luật thứ ba của Newton là sự hồi phục về bảo tồn động lượng hoặc có lẽ là hậu quả trực tiếp của luật bảo toàn động lượng.

Chúng ta có thể hiểu nó một cách toán học khá dễ dàng. Mô tả toán học được đưa ra trong bài đăng này không nghiêm ngặt nhưng đủ để cung cấp trực giác cần thiết để hiểu mối quan hệ.


Newton's second law: definition of force

Định luật thứ hai của Newton định nghĩa lực là tốc độ thay đổi động lượng. Nó có thể được thể hiện bằng toán học như sau:

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

trong đó $ p $ là động lượng và $ t $ là thời gian.

Xếp định luật thứ ba của Newton và bảo tồn động lượng

Xem xét hai đối tượng bị cô lập $ A $ và $ B $. Hãy để đối tượng $ A $ tạo một lực $ \ vec {F_ {AB}} $ vào đối tượng $ B $.

Vì $ \ vec {F_ {AB}} $ là lực duy nhất tác động lên đối tượng $ B $, động lượng của các thay đổi đối tượng như sau:

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

Khi động lượng được bảo toàn, nếu động lượng của đối tượng $ B $ thay đổi với tốc độ $ \ vec {F_ {AB}} $, động lượng của một thứ khác phải thay đổi theo tỷ lệ $ - \ vec {F_ {AB}} $ .

Đối tượng duy nhất khác có thể mất đà trong trường hợp của chúng ta (của hai đối tượng bị cô lập) là đối tượng $ A $. Do đó, đối tượng $ A $ thay đổi động lượng của nó theo tỷ lệ $ - \ vec {F_ {AB}} $.

Ồ, chúng ta có thể áp dụng luật thứ hai của newton một lần nữa. Nếu động lượng của một đối tượng đang thay đổi theo tỷ lệ $ - \ vec {F_ {AB}} $, thì một lực ròng $ - \ vec {F_ {AB}} $ phải tác động lên nó.

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

Tóm lại, đây là định luật thứ ba của newton: cho mọi hành động ($ \ vec {F_ {AB}} $), có một phản ứng bình đẳng và ngược lại ($ - \ vec {F_ {AB}} $ hoặc $ \ vec { F_ {BA}} $).

5 comments
11 I wrestled a bear once. 26/07/2017
Dude là mười tuổi ....
6 Yashas 27/07/2017
Các câu trả lời được đăng tại SE là dành cho một cộng đồng rộng lớn hơn. Không có quy tắc nào phải trả lời đúng cho tác giả yêu cầu của OP. Hơn nữa, tôi đã biểu diễn các câu lệnh toán học trong các câu.
2 Dan Henderson 27/07/2017
@Yashas Tôi muốn có thêm câu trả lời đã làm điều đó với toán học của họ. Tôi thấy rất nhiều câu trả lời với Tex nhiều hơn văn bản và đôi mắt của tôi chỉ là loại men hơn (Tôi không biết làm thế nào để đọc một số ký hiệu phức tạp hơn, chẳng hạn như những người sử dụng ∑).
Yashas 28/07/2017
Ngay cả khi tất cả các phần toán học của câu trả lời này đã được gỡ bỏ, nó vẫn sẽ là một câu trả lời. Hầu như không có bất kỳ toán học nghiêm trọng nào trong câu trả lời; phần toán học là bổ sung. Các biểu thức toán học cũng không đứng một mình; mọi biểu thức toán học đã được giải thích. Ngay cả khi 10 tuổi không hiểu ký hiệu, họ sẽ hiểu ý tưởng (cũng có thể đoán ý nghĩa của các ký hiệu toán học cho mỗi câu lệnh toán học đã được giải thích đầy đủ).
1 Russell McMahon 31/07/2017
@Tôi đã đánh một con gấu một lần. Do WAS 10 tuổi. Nói như vậy đã bị xóa tài khoản của mình bởi vì các quy tắc nói rằng anh ta phải lớn tuổi hơn. Câu trả lời phải được gửi đến thực tế hoặc ý kiến> 10 tuổi. Có lẽ.

Narasimham 25/07/2017.

Nếu hai static forces tác động bằng cách cân bằng lẫn nhau thì không có chuyển động kết quả. Không có lực lượng kết quả nào cả.

Tuy nhiên, nếu một lực động tác động lên bất kỳ cơ thể nào thì phản ứng của nó chỉ xuất hiện bởi chuyển động (động lực) của vật thể. Chúng ta có thể nói nó tương đương với lực và một lực D'Alembert tĩnh tưởng tượng khác theo hướng ngược lại. Đó là sự khác biệt cơ bản giữa lực tĩnh và lực động và hành động dịch chuyển.

Một ví dụ khác là một cơ thể rơi xuống. Có lực as well as chuyển động kết quả.

Ngoại trừ nguồn năng lượng, cơ thể tự do rơi xuống (trọng lực) và tên lửa (nhiên liệu đốt cháy bị trục xuất) hoạt động theo cách tương tự.


MCon 28/07/2017.

Chúng ta hãy thực hiện một cách tiếp cận rất khác với các câu trả lời khác, nói chung, rất tốt. Tôi sẽ chỉ phác họa; nếu ai đó quan tâm chỉ cần thả một bình luận và tôi sẽ cố gắng để tìm thời gian để xây dựng (lưu ý: Tôi không phải tiếng mẹ đẻ tiếng Anh để ngôn ngữ có thể là "một chút tắt", chịu với tôi).

  • Khoa học của chúng tôi thực sự là một phương pháp chúng tôi sử dụng để điều tra môi trường xung quanh.
  • Phương pháp này dựa trên two độc lập, nhưng khóa liên động:
    1. Thí nghiệm khoa học.
    2. Chính xác (thường được gọi là "Lý thuyết") Khoa học.
  • Thử nghiệm thử nghiệm Thiên nhiên với các thí nghiệm, như trò chơi mà bạn đặt ra các câu hỏi cụ thể để tìm ra đối tượng bị che giấu là gì.
  • Khoa học chính xác, OTOH, has nothing to do with the real world ; nó là một cấu trúc toán học, bắt đầu với một tập hợp các định đề và bắt nguồn các thuộc tính thông qua các định lý (hoặc các dẫn xuất toán học tương đương).
  • Cả hai chạy song song và không bao giờ thực sự can thiệp directly .
  • Điều gì giữ hai "song song" và ngăn cản chúng phân kỳ (quá nhiều) là, thực sự, đàn ông; các nhà khoa học thường "chuyển đổi tàu" hoặc giao tiếp với các đồng nghiệp đi trên "tàu khác".
  • Mọi người thử nghiệm cố gắng hiểu "các định đề" nào có thể giải thích hành vi được quan sát.
  • Những người làm công việc lý thuyết cố gắng "dự đoán" điều gì sẽ xảy ra là trường hợp cụ thể (thường là "lạ") trong khung được chọn và yêu cầu các nhà thử nghiệm xác minh.
  • Bộ phận gần như không bao giờ sắc nét, nhưng nó rất hữu ích để hiểu nền.
  • Newton "luật" là không có gì nhiều hơn và không có gì ít hơn so với postulates ông được sử dụng để xây dựng khoa học chính xác của mình: Vật lý cổ điển. Họ có chính xác vai trò tương tự của "Five Postulates" của Euclid: họ là nền tảng để xây dựng một công trình hoàn toàn trừu tượng.
  • Euclid Geometry đã làm một công việc tuyệt vời để chúng ta hiểu và điều khiển môi trường xung quanh, nhưng không phải là những thứ duy nhất có thể được sử dụng (xem: bourbakism ) và các hình học phi Euclide khác (và có thể là một đại diện tốt hơn về thực tại của chúng ta).
  • Cũng có thể nói về Vật lý cổ điển, là "đủ tốt" để tính toán quỹ đạo cho Mặt trăng và hơn thế nữa, nhưng đã bị "thay thế" bởi nhiều lý thuyết hiện đại hơn (ví dụ: Cơ học tương đối và Cơ học lượng tử).
  • Khi một cái gì đó như thế này xảy ra nó rất hiếm "Lý thuyết cũ" là hoàn toàn bị hủy bỏ, những gì thường xảy ra là nó sẽ trở thành một "trường hợp đặc biệt" của mới, tổng quát hơn, Lý thuyết; Tập hợp các postulates đó do đó "có nguồn gốc" và "giải thích" về mặt mới, do đó, không giống như các mô phỏng nữa, chúng được "chứng minh" thay thế; "trình diễn", tuy nhiên cuối cùng nằm trong một loạt các xác nhận undemonstrable.
  • Cuối cùng lý do tại sao một số tập hợp các định đề được chọn là vì các thí nghiệm của chúng tôi chỉ theo hướng đó; đối với định luật thứ ba của Newton, thật dễ dàng để xem điều gì sẽ xảy ra nếu bạn ném một quả bóng chày trong khi đứng trên giày trượt (và không để rơi). Việc đưa ra các định đề khác là một vấn đề phức tạp hơn và nó chủ yếu bằng cách dùng thử và lỗi (ví dụ: bạn biết một số "sự kiện" nhất định là đúng và điều chỉnh các giả định của bạn để có được những kết quả đó). Vì lý do đó là rất quan trọng để "dự đoán" một số "thực tế" không rõ ràng và chưa được quan sát để xác nhận lý thuyết của bạn (ví dụ: quay trở lại đào tạo Khoa học thực nghiệm).
5 comments
1 MCon 28/07/2017
Tôi có thể biết lý do để downvoting không?
chuxley 08/08/2017
Có lẽ tuổi của người đăng. Đó là một câu trả lời dài mà sẽ đi qua một người đứng đầu áp phích trẻ hơn. Các poster là 10 tuổi. Trong mọi trường hợp, tôi không đồng ý về khoa học lý thuyết 'chính xác'. Dù sao; toàn bộ câu trả lời này có thể thực sự chỉ được đun sôi để chỉ ra sự khác biệt giữa các định luật thực nghiệm và các mô hình khoa học / 'lý thuyết'.
MCon 08/08/2017
@chuxley: cảm ơn. Tôi sẽ quan tâm đến lý do tại sao bạn "không đồng ý", nhưng tôi cho rằng đây không phải là nơi để thảo luận về nó. Có cách nào để làm điều đó "riêng tư" không? (nếu bạn cũng quan tâm, dĩ nhiên)
chuxley 08/08/2017
Chắc chắn rồi. Có cách nào để gửi tin nhắn riêng tư ở đây không? Nếu đó là; chỉ cần gửi cho tôi một và chúng ta có thể thảo luận về nó. Nếu không, tôi sẽ gửi email của tôi ở đây.
MCon 08/08/2017
@chuxley: AFAIK không có PM trong trao đổi stack. Có một số phòng chat (vật lý là chat.stackexchange.com/rooms/71/the-h-bar ), nhưng ở đó bạn cần phải có cùng một cầu chì (và tôi chuẩn bị đánh bao, ngày mai tôi sẽ trên máy bay). Địa chỉ của tôi là: ziobyte at gmail dot com ... nhưng vài ngày tới tôi sẽ rất bận. Cảm ơn.

PStag 25/07/2017.

Nếu bạn tưởng tượng việc đẩy một lò xo giữa hai ngón tay, thì lò xo sẽ ​​ấn vào mỗi ngón tay với cùng một lượng. Tương tự như vậy với cánh tay của bạn, nếu bạn chống lại một cái gì đó bạn chỉ đơn giản là thẳng cánh tay của bạn, cánh tay của bạn đẩy bạn đi giống như đối tượng.

Điều tương tự cũng đúng với tên lửa, Khi nhiên liệu bùng nổ, nó đẩy ra theo mọi hướng. Vụ nổ đang đẩy tên lửa lên nhiều như nó đẩy trái đất xuống.

2 comments
5 Beanluc 25/07/2017
Không, không phải trái đất. Khối lượng khí thải.
4 Michael Kjörling 26/07/2017
Nhiên liệu tên lửa thường không phát nổ. Một vụ nổ trong nhiên liệu của tên lửa hầu như luôn luôn dẫn đến những gì đôi khi được gọi là RUD, mà trong trường hợp này là viết tắt cho rapid unplanned disassembly . Sự đốt cháy nhiên liệu tên lửa trong một phản ứng có kiểm soát (heck, bài viết trên Wikipedia về đốt cháy thậm chí còn có 2H₂ + O₂-> 2H₂O của LH2 / LOX, mặc dù khí, như một ví dụ). Và tất nhiên, toàn bộ mục đích của vòi phun là chỉ đạo lực của các khí mở rộng, gây ra động cơ (và do đó tên lửa được gắn vào) để di chuyển theo hướng mong muốn.

HighResolutionMusic.com - Download Hi-Res Songs

1 The Chainsmokers

Beach House flac

The Chainsmokers. 2018. Writer: Andrew Taggart.
2 (G)I-DLE

POP/STARS flac

(G)I-DLE. 2018. Writer: Riot Music Team;Harloe.
3 Ariana Grande

​Thank U, Next flac

Ariana Grande. 2018. Writer: Crazy Mike;Scootie;Victoria Monét;Tayla Parx;TBHits;Ariana Grande.
4 Anne-Marie

Rewrite The Stars flac

Anne-Marie. 2018. Writer: Benj Pasek;Justin Paul.
5 Clean Bandit

Baby flac

Clean Bandit. 2018. Writer: Jack Patterson;Kamille;Jason Evigan;Matthew Knott;Marina;Luis Fonsi.
6 Nicki Minaj

No Candle No Light flac

Nicki Minaj. 2018. Writer: Denisia “Blu June” Andrews;Kathryn Ostenberg;Brittany "Chi" Coney;Brian Lee;TJ Routon;Tushar Apte;ZAYN;Nicki Minaj.
7 BlackPink

Kiss And Make Up flac

BlackPink. 2018. Writer: Soke;Kny Factory;Billboard;Chelcee Grimes;Teddy Park;Marc Vincent;Dua Lipa.
8 Imagine Dragons

Bad Liar flac

Imagine Dragons. 2018. Writer: Jorgen Odegard;Daniel Platzman;Ben McKee;Wayne Sermon;Aja Volkman;Dan Reynolds.
9 BTS

Waste It On Me flac

BTS. 2018. Writer: Steve Aoki;Jeff Halavacs;Ryan Ogren;Michael Gazzo;Nate Cyphert;Sean Foreman;RM.
10 Halsey

Without Me flac

Halsey. 2018. Writer: Halsey;Delacey;Louis Bell;Amy Allen;Justin Timberlake;Timbaland;Scott Storch.
11 Little Mix

Woman Like Me flac

Little Mix. 2018. Writer: Nicki Minaj;Steve Mac;Ed Sheeran;Jess Glynne.
12 Brooks

Limbo flac

Brooks. 2018.
13 Fitz And The Tantrums

HandClap flac

Fitz And The Tantrums. 2017. Writer: Fitz And The Tantrums;Eric Frederic;Sam Hollander.
14 Backstreet Boys

Chances flac

Backstreet Boys. 2018.
15 Lady Gaga

I'll Never Love Again flac

Lady Gaga. 2018. Writer: Benjamin Rice;Lady Gaga.
16 Diplo

Close To Me flac

Diplo. 2018. Writer: Ellie Goulding;Savan Kotecha;Peter Svensson;Ilya;Swae Lee;Diplo.
17 Rita Ora

Velvet Rope flac

Rita Ora. 2018.
18 Bradley Cooper

Always Remember Us This Way flac

Bradley Cooper. 2018. Writer: Lady Gaga;Dave Cobb.
19 Imagine Dragons

Machine flac

Imagine Dragons. 2018. Writer: Wayne Sermon;Daniel Platzman;Dan Reynolds;Ben McKee;Alex Da Kid.
20 Erika Sirola

Speechless flac

Erika Sirola. 2018. Writer: Teemu Brunila;Stefan Dabruck;Jürgen Dohr;Guido Kramer;Dennis Bierbrodt;Chris Braide;Robin Schulz.

Related questions

Hot questions

Language

Popular Tags