Actio og Reactio

fra Wikipedia, den gratis encyklopædi
Spring til navigation Spring til søgning
Krop A (æblet) tiltrækkes af tyngdekraften til krop B ( jorden ), så kraften træder i kraft ("Actio") i æblet's tyngdepunkt . På grund af interaktionsprincippet skal kraften nu være i jordens tyngdepunkt ("Reactio") angreb. Æblet er fastgjort til træet med sin stilk og dermed virker en ekstra kraft på æblet, der forhindrer det i at falde. Tvangskraft og handling danner en balance mellem kræfter (på samme krop). Actio og Reactio udgør derimod det interaktionspar, der er beskrevet i denne artikel (på to organer).

Princippet om handling og reaktion (også modvirkningsprincip , interaktionsprincip eller tredje Newtons aksiom ) er en Newtons lov og siger, at når to legemer interagerer, frembringer hver handling ( kraft fra krop A på B) en lige så stor reaktion (modkraft fra kroppen B på A), som har indvirkning på den person, der forårsagede handlingen:

Det er en del af Newtons love . Ofte kaldes det også "Actio et Reactio" (latin for 'handling og reaktion'), "Actio est Reactio" (latin for 'Handling er [lige] reaktion') eller "Handling er lig med reaktion".

Grundlæggende

Princippet om Actio og Reactio er den lex tertia efter Sir Isaac Newton .

"Lex III. Actioni contrariam semper et aequalem esse reactionem: sive corporum duorum actiones in se mutuo semper esse aequales et in partes contrarias dirigi. "

”Kræfter opstår altid parvis. Hvis et legeme A udøver en kraft på et andet legeme B (actio) , virker en lige men modsat kraft fra legeme B på legeme A (reaktion) . "

- Isaac Newton : Philosophiae naturalis principia mathematica . Bind 1 Tomus Primus. London 1726, s. 14. [1]

Fra et moderne synspunkt svarer princippet om interaktion til bevarelse af momentum i lukkede systemer . Styrker svarer til ændringer i momentum over tid:

.

Derfor skal summen af ​​alle kræfter i et lukket system (ifølge handlings- og reaktionsprincippet) være nul:

.

Ifølge Noeters sætning svarer bevarelsen af momentum igen til rumets homogenitet , dvs. det faktum, at de fysiske love ikke afhænger af positionen i rummet.

Det skal bemærkes, at en direkte handlingafstand ikke har nogen gyldighed i den særlige relativitetsteori , inden for feltteorier som elektrodynamik og generel relativitet , snarere bevarelse af momentum eller energimomentbevaring af det overordnede system (partikler og stråling) gælder her. [2]

Interaktion og balance

Interaktionsprincippet, hvor kraft og modkraft virker på forskellige legemer , må ikke forveksles med en ligevægt af kræfter (se tilstødende figur), hvor to lige store, men modstående kræfter balancerer hinanden på et legeme (og dermed tilstanden af kroppens bevægelse forbliver uændret). For at gøre denne sondring lettere bruges udtrykket "reaktionskraft" eller "interaktionskraft" undertiden om den kraft, der virker tilbage på grundlag af interaktionsprincippet.

Forklaringer

Generelt, når den ene krop udøver en kraft på en anden krop, påvirkes den lige så stærkt (tilbage) af den anden krop. Hvis den ene krops bevægelsestilstand ændres under denne interaktion, sker det samme for den anden krop i den modsatte retning. Ændringen i begge organers hastigheder er kun den samme i særlige tilfælde, faktisk er ændringen i momentum ment.

I Newtons mekanik kræver det tredje aksiom, at to kroppe skal være involveret i en kraft, som begge oplever nøjagtig den samme, men modsatte kraft i hvert øjeblik. Kræfter kan kun udgå fra kroppe og kun handle på kroppe. Derfor kan et vakuum eller et sug alene ikke udøve nogen kraft. Med æblet på træet virker tyngdekraften mellem kropene jord og æble, disse to kræfter (på den ene side på æblet, på den anden side på jorden) er interaktionskræfterne i betydningen actio og reaktion. Derudover er der holdkraften mellem æble og gren (som igen har en vekselvirkningskraft mellem træ og jord). På et æble i sig selv to kræfter. Han forbliver rolig, der er en ligevægt af kræfter. Først når holdkraften er tabt, bevæger æblet sig jævnt accelereret mod jorden, og dette accelererer mod æblet. Jordens acceleration er meget lavere end accelerationen på grund af tyngdekraften på omkring 9,81 m / s 2 (hvormed æblets hastighed ændres), da jordens masse overstiger æblet med mange størrelsesordener.

Eksempler:

  • Når en hest trækker en sten over et reb, virker en kraft på hesten på samme måde i stenens retning: for rebet trækker hesten væk fra stenen på samme måde som stenen giver modstand i det modsatte retning, foretrækkes ingen genstand. Det er ligegyldigt, om der er en sten på den anden side eller en anden hest, der trækker med samme kraft.
  • Hvis to rulleskøjteløbere står over for hinanden, og den ene trækker den anden mod ham (eller skubber væk), er kræfterne på begge rulleskøjteløbere ens og modsatte. Accelerationerne er normalt ikke - rulleskøjteløberen med den mindre masse oplever en større acceleration (2. Newtons aksiom). Det er vigtigt at bemærke, at actio / reactio påvirker forskellige objekter.
  • Et andet eksempel på interaktionsprincippet er at køre en robåd : Årene bruges til at skubbe vandet bagud. Vandets reaktion virker på båden fremad.
  • Med en kuglepen, som du holder i hånden, mærker du dens vægt, det vil sige den kraft, hvormed den trækkes til jorden. Ifølge Newtons tyngdelov virker denne tiltrækningskraft imidlertid i begge retninger: Jorden tiltrækkes af kuglepen med samme kraft, kun dette går under i betragtning af masseforholdene så at sige og kan ikke mærkes , men er til stede i den fysiske virkelighed.
  • Baron Münchhausen kan ikke trække sig ud af sumpen ved hovedet. Hår og hånd oplever den samme, men modsatte kraft og annullerer hinanden i virkningen. Inde i det lukkede system af hår, krop og hånd er summen af ​​kræfterne nul. Han skulle bruge en anden krop uden for sumpen.
  • To stangmagneter med forskellig styrke er forbundet ved deres poler. Ved blot at trække det fra hinanden er det ikke muligt at afgøre, hvilken der er stærkere, da begge oplever nøjagtig den samme kraft. Det samme gælder for to forskelligt elektrisk ladede kroppe, de oplever også den samme kraft.
  • En bil (i fremadgående gear) skubber sine dæk (karosseri 1) bagud mod vejbanen (karosseri 2). Dens reaktionskraft bevæger bilen fremad. Is på vejen adskiller vejen fra dækket. Ingen vandret kraft kan virke, og der er derfor ingen reaktion, hjulene snurrer, og bilen bevæger sig ikke.
  • I propelfly er propellen og luften de to organer, der er ansvarlige for fremdriftskraft. Som en aktion accelererer propellen luften baglæns. Reaktionen er luftens kraft på propellen, der driver flyet fremad. Når flyet løftes, er vingen det eneste legeme, der accelererer luften som det andet legeme nedad. Luftens opadgående reaktionskraft får flyet til at flyve .
  • I tilfælde af raketter er forbrændingskammeret et, og drivmidlet er det andet. Som reaktion på udstødningen af ​​forbrændingsgasserne accelereres missilet. I dette tilfælde kaldes interaktionsloven også rekylprincippet, og man taler om rekyldriften .
  • En vanskelig sag er tovtrækkeri . Den samme kraft virker altid i begge retninger i rebet hele tiden, selv med rykvise bevægelser. Tilsyneladende kunne intet hold vinde på den måde. Men: Hvert hold udøver en kraft på jorden med fødderne. I to er sammen en krop, forbundet med en indre kraft gennem rebet, jorden er den anden. Den, der udøver den større kraft på jorden og forårsager den større reaktionskraft der, vil vinde.
  • Centrifugalkraften er en tilsyneladende kraft, fordi det andet legeme mangler, hvorfra der stammer en udadgående trækkraft. En "korrekt" kraft er centripetalkraften , som virker på det roterende legeme i retning af midten af ​​cirklen og holder den på stien.

Individuelle beviser

  1. Digitaliseret version ( Memento fra 22. december 2015 i internetarkivet ) - ord for ord i Genève 1739 -udgaven, s. 23 ( digitaliseret version , 60 af 589)
  2. ^ Foredragsnotater om elektrodynamik og relativitet (side 4) (PDF; 13,4 MB)

Weblinks