I.2.5 ТРЕТИЙ ЗАКОН НЬЮТОНА

До сих пор мы говорили о силах, действующих на тело, рассматривая только одно это тело. Но не следует забывать о том, что сила не существует «сама по себе», а возникает при взаимодействии тел и является характеристикой (мерой) этого взаимодействия.

Количественное описание механического взаимодействия тел было дано Ньютоном в его третьем законе динамики: действию всегда есть равное и противоположное противодействие, иначе, взаимодействия двух тел друг на друга между собой равны и направлены в противоположные стороны.

Можно дать и более упрощённую формулировку третьего закона Ньютона: как бы ни происходило механическое взаимодействие между телами, тела эти не только взаимно действуют друг на друга, но действуют всегда с равными по величине и противоположно направленными силами.

Третий закон, как и первые два, представляет собой обобщение огромного числа опытов и наблюдений, причём никогда не наблюдалось, какого бы то ни было исключения из этого общего для всех взаимодействий правила.

Для удобства две силы, возникающие при взаимодействии двух тел, будем называть действием и противодействием. Тогда третий закон можно сформулировать следующим образом: действию всегда найдётся равное ему противодействие, иначе говоря, действия двух тел друг на друга всегда равны и противоположны по направлению.

Следует отметить, что, так как действие (взаимодействие) распространяется с конечной скоростью, то существует запаздывание между действием и противодействием, т.е. противодействие возникает не мгновенно.

Этот закон очевиден в статических случаях, когда взаимодействующие тела находятся в равновесии: например, давление тела, поставленного на пол, равно противодействию пола; действие груза, растягивающего пружину, равно противодействию внутренних сил упругости пружины.

Силы противодействия часто называют силами реакции или просто реакциями.

Сущность третьего закона заключается в идее о взаимодействии тел; оно даёт правило: если наблюдаем тело, подверженное действию какой-либо силы, то надо искать другое тело, которое является источником этой силы и к которому приложена сила противодействия.

Итак, когда в механике речь идёт о силах, надо понимать, что мы имеем дело с механическим взаимодействием тел, и возникновение силы всегда есть результат действия или противодействия тел.

Применительно, к материальным точкам третий закон Ньютона может быть сформулирован в виде: материальные точки попарно действуют друг на друга с силами, имеющими одинаковую природу, направленными вдоль одной прямой, соединяющей эти точки, равными по модулю и противоположными по направлению.

Закон отражает принцип парного взаимодействия. То есть все силы в природе рождаются парами.

Если - сила, действующая на первую материальную точку со стороны второй, а - сила, действующая на вторую материальную точку со стороны первой, то согласно третьему закону Ньютона, . Эти силы приложены к разным материальным точкам (телам), всегда действуют парами и являются силами одной природы.

Третий закон Ньютона позволяет осуществить переход от динамики отдельной материальной точки к динамике системы материальных точек. Это следует из того, что и для системы материальных точек взаимодействие сводится к силам парного взаимодействия между материальными точками.