นิวตันอธิบายไว้ว่าเราไม่ได้ออกแรงกระทำต่อวัตถุเพียงฝ่ายเดียวเท่านั้น เมื่อวัตถุหนึ่งออกแรง กระทำกับอีกวัตถุหนึ่งวัตถุที่สองก็จะออกแรงกระทำกลับไปยังวัตถุแรกโดยที่แรงกระทำกลับนี้จะมีขนาด เท่ากันแต่มีทิศตรงกันข้ามกับแรงแรก ซึ่งนิวตันเรียกแรงทั้งสองนี้ว่าเป็น แรงกิริยา ( Action ) และ แรงปฏิกิริยา ( Reaction ) กฎข้อที่สามของนิวตันได้กล่าวไว้ว่า ถ้าวัตถุหนึ่งออกแรงกระทำกับ อีกวัตถุหนึ่ง วัตถุที่ถูกกระทำจะออกแรงที่มีขนาดเท่ากันแต่มีทิศทางตรงกันข้ามกระทำกลับ ต่อวัตถุแรก
|
6กฎข้อที่สามของนิวตัน |
|
กฎข้อที่สามของนิวตัน
พิจารณารูปค้อนออกแรงตอกตะปูเข้าไปในเนื้อไม้ ในขณะเดียวกัน ตะปูก็ออกแรงกระทำกลับไปยังค้อน ซึ่งทำให้ค้อนหยุดเคลื่อนที่ |
|
เท่ากันแต่ตรงกันข้าม นักเรียนอาจคุ้นเคยกับตัวอย่างกฎข้อที่สามของนิวตันมาบ้าง นักเรียนอาจเคยเล่นสเกต และเห็นว่าเมื่อนักสเกตคนหนึ่งผลักนักสเกตอีกคนหนึ่ง ส่งผลให้ไม่ใช่คนที่โดนผลักเท่านั้นที่เคลื่อนที่ แต่ทั้งสองคนมีการเคลื่อนที่ นักสเกตที่เป็นคนผลักก็ถูกผลักด้วยแรงที่เท่ากัน แต่มีทิศตรงกันข้าม อัตราเร็วที่ทั้งสองคนเคลื่อนที่ขึ้นกับมวลของนักสเกตแต่ละคน ถ้าทั้งสองคนมีมวลเท่ากัน ทั้งสองคนก็จะมีอัตราเร็วเท่ากัน แต่ถ้าคนหนึ่งมีมวลมากกว่า คน ๆ นั้นก็จะเคลื่อนที่ได้ช้ากว่าคนที่มีมวลน้อยกว่า เพราะถึงแม้ว่าแรงกิริยาและแรงปฏิกิริยาจะมีขนาดเท่ากันและมีทิศทางตรงข้ามกัน แต่จากกฎข้อที่สองของนิวตัน เมื่อแรงเท่ากันกระทำกับมวลที่มากกว่าก็จะทำให้มวลนั้นมีความเร่งน้อยกว่า แรงกิริยาและแรงปฏิกิริยาหักล้างกันหรือไม่ ในเรื่องแรงนักเรียนรู้ว่าแรงสมดุลคือ แรงที่เท่ากันแต่มีทิศทางตรงกันข้าม เมื่อนำมารวมกันจะได้แรงลัพธ์เป็นศูนย์ คือ แรงหักล้างกัน ทำให้วัตถุไม่เปลี่ยนการเคลื่อนที่ ดังนั้นเหตุใดแรงกิริยาและแรงปฏิกิริยาในกฎข้อที่สามของนิวตันจึงไม่หักล้างกัน เมื่อแรงทั้งสองมีขนาอเท่ากันแต่มีทิศตรงกันข้าม กฎข้อที่สามของนิวตัน กล่าวถึงแรงที่กระทำต่อวัตถุสองชิ้นที่ต่างกัน ตัวอย่างเช่น นักเรียนนั่งบนเก้าอี้ที่มีล้อเลื่อน แล้วใช้มือออกแรงกิริยาผลักกำแพง กำแพงก็จะออกแรงปฏิกิริยาที่มีขนาดเท่ากันแต่ทิศตรงข้ามกลับ ทำให้เกิดการเคลื่อนที่ถอยหลัง แรงแรกนั้นกระทำต่อกำแพง แต่แรงหลังนั้นกระทำต่อตัวนักเรียน ดังนั้นแรงกิริยาและแรงปฏิกิริยาจึงไม่สามารถรวมกันได้ เพราะแรงแต่ละแรงกระทำกับวัตถุที่ต่างกัน แรงจะสามารถรวมกันได้ก็ต่อเมื่อมันกระทำต่อวัตถุเดียวกันเท่านั้น |