作用反作用の法則

運動の3法則,前回は第1法則をやったので,今回は第2法則! 

…と言いたいところですが,先に第3法則をやりましょう!

 

 

運動の第3法則 

第3法則の別名は「作用反作用の法則」です。

これまた中学校で一度習っているはずなので,中身をおさらいしましょう。

「物体Aが物体Bに力を及ぼす(作用)とき,AもBから力を受ける(反作用)。

このとき,作用と反作用は同じ大きさで逆向き,同じ作用線上にある。」

これが作用反作用の法則のすべてです。

見てわかる通り,これは「力」についての法則です。

「運動の」第3法則ですが,運動とは直接関係ないことに注意しましょう。

 

 

作用反作用の法則を読み解く 

では,「壁を押す」という何気ない動作を例に説明します。

近くに壁があれば,実際に押してみるのもいいでしょう。

 

壁を押すとき,力を加えているのは自分自身なので,「自分が壁を押している!」と思いがちですが,実は「あなたが壁を押すと同時,あなた自身も壁から押されている」ということを作用反作用の法則は言っているのです!!

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「同時に」というのは大事なポイント。

「壁を押すと,壁から押し返される」と書くと,押し返されるまでに時間差があるように聞こえますが,この2つの力は実際は同時に現れます。

 

さて,壁を押す力を「作用」とすると,壁から押される力が「反作用」です。

(どちらを作用と呼ぶかは特に決まってないので逆でもOK。片方を作用と呼べば,自動的にもう片方が反作用と呼ばれることになります)

 

そして,反作用の大きさは作用の大きさに等しいと言っています!

つまり,壁を50Nの力で押せば,自分は壁から50Nの力で押し返され,100Nの力で押せば,100Nの力で押し返されることになります。

 

…壁には意志がないのに,なぜ押している人の力に合わせて押し返してくるのか,そもそもなぜ合わせる必要があるのか… … …

考えてみれば不思議な気もします。

実は作用反作用の法則は「実験をするとたしかにそうなっているけども,その理由はよくわからない」という法則です。

ちょっとモヤモヤしますが,現状それで納得するほかありません。

 

あなたはいま地球を引っ張っている!? 

最後にひとつ注意点です!

作用反作用の法則は,物体同士が接触していなくても成り立ちます!

たとえば磁石。N極とS極をある程度近づけるとお互いに引き合いますが,このとき,N極がS極に引っ張られるのと同時に,S極もN極に引っ張られています。

これはまさに作用と反作用です。

 

さらに面白い話をすると,重力にも作用反作用があります。

いまこれを読んでいるあなたは,地球の重力に引っ張られていますが,その反作用はどうなるでしょう?

 

重力は「地球があなたを引く力」なので,この反作用は「あなたが地球を引く力」になります!

そしてその大きさは,あなたが地球から受ける重力と等しいです。

仮に体重が50kgだとすると,あなたは490Nの力(mg = 50 ✕ 9.8)で常に地球を引っ張っているのです!!

 

物理法則のおもしろいところの1つは,スケールを変えてもそのまま成り立つところではないでしょうか?

最初の壁の例は聞き飽きたという人も,自分と地球の間にも作用反作用の法則が成り立っている,というのは感動しませんか? (感動してほしい!笑)

 

今回のまとめノート

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次回予告 

運動の3法則も残すところあと1つ!

次回もっとも大事な第2法則を学習しましょう! 

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