4-6 Akcia a reakcia

4-6 Akcia a reakcia

Newtonov tretí pohybový zákon – ktorý je prinajmenšom taký dôležitý ako druhý – hovorí, že ak jedno teleso (A) pôsobí silou na druhé teleso (B), potom teleso B pôsobí na teleso A rovnako veľkou silou, ale opačne orientovanou.

(h!)

Na obrázku 4.8a vidíme mladú mamičku tlačiacu detský kočík, pohybuje sa po zemitej pôde parku rovnomernou rýchlosťou dopredu. Všetko je v poriadku: v zmysle Newtonovho tretieho pohybového zákona tu vystupuje trojica páru síl, tak ako to je znázornené na obrázku. Predpokladajme, že medzi kočíkom a pôdou vystupuje trecia sila 40 newtonov. To znamená, že kočík treba tlačiť dopredu silou 40 newtonov, nakoľko pôda tlačí kolesá dozadu tiež silou 40 newtonov. Obdobne aj mamička tlačí kočík silou 40 newtonov dopredu a vozík pôsobí na ňu spätne silou 40 newtonov; sily sú aj tu rovnako veľké ale opačne orientované. Je tu ešte posledný pár síl veľkosti 40 newtonov, pôsobiacich medzi topánkami mamičky a pôdou.

V predchádzajúcich odsekoch sme hovorili o jednotlivých silách. V skutočnosti sa sily objavujú vždy v pároch: sú rovnako veľké, ale opačne orientované a sily patriace do páru nikdy nepôsobia na tie isté telesá. Na obrázku 4.8a pôsobia na mamičku dve rovnako veľké a opačne orientované sily – jednou pôsobí kočík, druhou pôda –, v tomto prípade sa ale nejedná o ďalší pár síl: v tomto prípade obidve sily pôsobia na to isté teleso a táto dvojica síl patrí iným dvom párom síl. V príklade vystupuje táto dvojica rovnako veľkých a opačne orientovaných síl, lebo mamička tlačí kočík konštantnou rýchlosťou po vodorovnej ceste.

Na obrázku 4.8b je však situácia už iná. Na ceste bola priehlbina so zamrznutou vodou. Mamička si toho nevšimla a tlačila kočík aj naďalej silou 4 newtony. Na tomto klzkom povrchu je však maximálna trecia sila medzi kočíkom a ľadom dajme tomu 20 newtonov a medzi hladkou podrážkou ženských topánok a ľadom len 10 newtonov. Trecie a reakčné sily pôsobiace na ľade, ako aj sily pôsobiace pri ruke mamičky sú v pároch stále rovnaké a opačne orientované, ale sily pôsobiace na mamičku zvlášť a sily pôsobiace na kočík zvlášť už nie sú v rovnováhe. Na mamičku pôsobí sila 40 − 10 = 30 newtonov urýchľujúca ju smerom dozadu, na kočík sila 40 − 20 = 20 newtonov urýchľujúca ho smerom dopredu.

Nakoľko akčná a reakčná sila medzi dvojicou telies je vždy rovnaká, a nakoľko zrýchlenie udelené telesu je nepriamo úmerné hmotnosti telesa, teleso s menšou hmotnosťou bude urýchlené viac a teleso s väčšou hmotnosťou menej. Ak napríklad vystrelíme z pušky, tlak rozpínajúcich sa plynov vymrští strelu smerom k cieli, ale súčasne pôsobí rovnako veľkou silou aj na zadnú časť hlavne a spôsobí dobre známy spätný ráz, kopnutie. Tento spätný ráz pri bežných zbraniach nie je relatívne veľký, nakoľko hmotnosť pušky je podstatne väčšia, než hmotnosť strely, ale rozhodne je ju cítiť.