뉴턴의 제 3 법칙이 실제로 효과가있는 이유는 무엇입니까?

user164594 08/13/2017. 10 answers, 18.239 views
newtonian-mechanics forces conservation-laws

아버지는 로켓이 어떻게 작동하는지 설명해 주셨고 뉴튼의 제 3 운동 법칙이 여기에서 효과가 있다고 하더군요. 나는 그에게 왜 그것이 효과가 있는지 물었고 그는 대답하지 않았다. 나는이 문제에 대해 생각하고있는 일주일 동안 낭비했고, 이제 나는 포기합니다. 뉴턴의 제 3 법칙이 왜 작동하는지 설명 할 수 있습니까?

참고로 Newton의 세 번째 법칙은 다음과 같습니다.

모든 행동에는 언제나 평등 한 반응에 반대된다 : 또는 서로의 두 몸의 상호 작용은 항상 동등하며 반대되는 부분으로 향한다.

4 Comments
David Z♦ 07/31/2017
게시물 개선을 목표로하지 않은 의견이 많았으며 OP가 더 이상 존재하지 않기 때문에 크게 개선되지 않은 의견도 있었기 때문에 의견을 채팅으로 옮겼습니다. 그들에 대한 기록.
Mauro ALLEGRANZA 08/01/2017
Lawton 3에 대한 Newton의 독창적 인 토론을 읽을 수 있습니다. 그러나 뉴튼의 명시적인 사용법도 고려해 볼 수 있습니다. Coroll.3 : Coroll.3 보존, Coroll.6 에서 Coroll.6 : 단단한 몸체와 Coroll.2 충돌, Prop.76 : 상호 매력. 따라서 율법은 거의 없지만 매우 중요합니다.
Jack R. Woods 08/07/2017
귀하의 질문이 "왜 뉴튼의 제 3 법칙이 로켓의 작동 원리를 설명합니까?" "왜 뉴턴의 세 번째 법칙이 효과가 있습니까?" "운동량 보존"은 아래에 언급 된대로 작동합니다. "시스템"은 로켓과 연료 정지 상태로 시작됩니다 (참조 프레임에 있음). 따라서 로켓을 한 방향으로 이동하려면 다른 방향으로 질량을 "쏘야"합니다. (이것은 뉴턴의 3 법칙입니다.) 운동량은 질량 시간 속도 (mv)로 정의됩니다. 따라서 로켓 질량에 "상향"방향의 속도를 곱한 값은 연료 질량과 다운 방향.
Jack R. Woods 08/07/2017
위의 설명은 물론 거친 것입니다. 왜냐하면 연료가 사용될 때까지 연료가 "위로"방향으로 더 많은 연료를 밀어 넣기 때문입니다. 또한, 추방 된 연료는 "똑바로"뿐만 아니라 로켓의 방향에 수직 한 속도 성분을 갖는다. 그러나 뉴턴의 법칙이 우리를 달에 붙들어주기에 충분했기 때문에 이것은 모든 아이디어에서 비롯된 것이므로 일반 상대성 이론과 양자 역학을 사용할 필요가 없습니다.

10 Answers


Cort Ammon 07/28/2017.

Why do you want to know?

농담이 아냐. 그것은 실제로 중요한 질문입니다. 대답은 실제로 당신이 주어진 정보로 무엇을 하려는지에 달려 있습니다.

뉴턴의 법칙은 경험적 모델입니다. 뉴튼은 일들이 어떻게 움직 였는지에 대한 많은 연구를했고, 공기를 통해 날아가는 야구에 어떤 일이 일어날 지 예측할 수있는 작은 규칙들을 발견했습니다. 법률은 우주를 예측할 때 효과적이기 때문에 "일"합니다.

과학이 "로켓트가 올라갈 것"과 같은 진술을 정당화 할 때, 우리는 진실이라고 생각하는 것을 사용하여 그렇게합니다. 뉴턴의 법칙은 다른 물체에 대한 엄청난 실적을 가지고 있기 때문에이 로켓에서도 잘 작동 할 가능성이 높습니다.

결국 뉴턴의 법칙 aren't 우주의 기본적인 법칙 aren't . 상대성 및 양자 역학 (QM)에 대해 배울 때 극한으로 자연을 밀면 뉴턴의 법칙이 옳지 않다는 것을 quite 수 있습니다. 그러나, 그들은 실제로 일어나는 일에 대한 매우 훌륭한 근사입니다. 우리가 정말로 이상한 환경 (QM이 지배적 인 아 원자 세계와 같은)에 들어 가지 않는 한 자주 사용하는 것이 정당하다.

과학은 항상 우리가 만드는 가정의 위에 만들어지며, 항상 그러한 가정에 바쁘게 도전하고 있습니다. 수학적 배경을 가지고 있다면, 뉴턴의 제 3 법칙이 물체의 크기가 커지면서 QM의 근사치로 설명 될 수 있음을 보여줄 수있었습니다. 그러나 결국에는 "QM이 작동하는 이유는 무엇입니까?"라는 질문과 번거로운 질문으로 끝날 것입니다. 당신이하는 모든 일은 한 질문을 다른 질문으로 대체하는 것입니다.

그럼 어디에서 널 남겨 두지? 그것은 당신이 처음에 정말로 알고 자하는 것에 달려 있습니다. 하나의 접근법은 과학자들이 뉴턴의 제 3 법칙이 작동한다고 말하면서 받아 들여야 할 것입니다. 왜냐하면 그것이 테스트 되었기 때문입니다. 또 다른 접근법은 QM 관점에서 왜 작동 하는지를 배우기 위해 많은 추가 수학을 배우는 것입니다. QM에 대한 질문에 정말로 도전 할 수있을 때까지 길을 따라 가면됩니다.

세 번째 옵션은 직접 테스트 해 보는 것입니다. 과학은 설립자의 말을 액면 그대로 받아들이지 않고 나가서 자신에게 옳고 그름을 입증 한 과학자들 위에 세워졌습니다. 뉴턴의 제 3 법칙을 보여주는 자신의 실험을 디자인하십시오. 그런 다음 밖으로 나가서 작동하지 않을 수있는 이유를 찾으십시오. 그들을 테스트하십시오. 대부분의 경우, 법이 완벽하게 유지된다는 것을 알게 될 것입니다. 시험이 끝나지 않으면 실험으로 다시 돌아 오십시오. 그러면 우리가 본 결과를 설명하는 방법을 배울 수 있습니다.

그게 과학이야. 과학은 방정식과 숙제로 가득 찬 교실에 관한 것이 아닙니다. 그것은 과학자들이 세계에 대해 모든 것에 의문을 제기하고 과학적 방법을 사용하여 체계적으로 테스트하는 것에 관한 것입니다!

1 comments
2 David Z♦ 07/30/2017
나는 대답을 향상시키는 목적에 기여하지 않은 많은 의견을 삭제했다.

probably_someone 07/25/2017.

뉴턴의 제 3 법칙은 모멘텀의 보존의 직접적인 결과이며, 본질적으로 그물에 힘이없는 고립 된 시스템에서 운동량은 변하지 않는다고 말합니다. 즉, 한 물체의 운동량을 변경하면 다른 물체의 운동량이 전체 운동량을 보존하기 위해 반대 방향으로 변경되어야합니다. 힘은 운동량을 변화 시키므로 모든 힘은 반대되는 반력을 가져야합니다.

당신의 로켓 예제에서, 로켓과 그 탈출 연료는 격리 된 시스템을 형성합니다. * 탈출 연료는 원래 휴식 중에 있었고, 현재 매우 빠르게 움직이고 있으므로, 그 추진력은 변했습니다. 그래서 시스템의 유일한 다른 대상인 로켓은 빠르게 움직이는 가스의 추진력과 상반되게 추진력을 바꿔야합니다. 따라서 로켓은 가스에 힘을 가하며 로켓에 동등하고 반대의 힘을 발생시킵니다.

그러나 이제 여러분은 다음과 같이 질문 할 것입니다.

Why is momentum conserved?

운동량의 보존은 일반적으로 보존 법칙이 물리적 시스템의 대칭의 직접적인 결과라고 말하는 Noether 's Theorem이라는 아이디어에서 비롯됩니다. 특히, 운동의 보존은 translation symmetry 에서 비롯됩니다. 즉, 좌표의 새 원점을 선택하면 시스템의 동작이 변경되지 않습니다 (시스템의 동작은 서로 상대적으로 해당 구성 요소의 위치에만 의존합니다). 이 대칭은 고립 된 모든 시스템에서 그물에 힘을주지 않으면 서 발견됩니다. 사실상 공간의 대칭이기 때문입니다. 시스템의 번역 대칭은 homogeneity of spacehomogeneity of space 결과입니다. 즉, 공간이 "모든 곳에서 동일"함을 의미합니다. 막대의 길이는 다른 장소에두면 변경되지 않습니다.

그러나 이제 여러분은 다음과 같이 질문 할 것입니다.

Why is space homogeneous?

고전 역학에서, 이것은 우리가 다른 것을 할 수있게하는 기본 가정 중 하나입니다. 실제로 일반 상대성 이론에 따르면 공간은 실제로 균질 isn't 거대한 물체가있는 곳에서 곡선을 이룹니다. 그러나 대개 균질 할만큼 충분히 가깝기 때문에 고전 역학은 잘 작동합니다 (결국 중력은 상당히 약합니다). 그래서 동질성의 가정이 유지됩니다.

* 이것은 중력이없는 상태입니다. 중력이 포함되면 격리 된 시스템에는 다른 중력이 발생하는 질량이 포함됩니다.

5 comments
24 user2357112 07/25/2017
Noether의 정리를 불러내는 것은 여기서도 마술 일 수 있습니다. 번역 대칭과 운동량 보존 사이의 관계는 극도로 드러나지 않으며 보존 법칙과 물리적 대칭이 연결되어 있다고 받아 들여도 변환 대칭의 결과로 보존되는 것이 momentum 인지는 분명하지 않습니다. (또한 질문자는 표면 상 10입니다.)
2 Cort Ammon 07/25/2017
그리고 user2357112의 포인트를 확장하면, "Lagrangian mechanics가 왜 작동 하는가"라는 다음 질문은 다소 고통스러운 곳입니다. 그것이 말하기를, 이것은 I 생각하기로 선택하는 대답입니다, 나는 단지 내가 10 살짜리 설명 할 필요가 있을지 모르겠습니다!
12 probably_someone 07/25/2017
@ user2357112 왜 기세가 보존되었는지를 설명 할 수있는 비 마법적인 방법이 있다면 그 말을 듣게되어 기쁩니다. Noether의 정리는 Lagrangian 역학을 직접 호출하지 않고 (자연 법칙에 대한 나의 답을 넓히기 때문에) 자연의 보존 법칙을 공간의 명백한 속성과 관련 지을 수있는 유일한 방법입니다. 내 경험상, 수학자 중 일부는 파생을 잘못 설명함으로써 시도하고 얻는 것보다 그 결과를 증명하는 데 많은 노력을 기울였습니다.
8 jamesqf 07/26/2017
@probably_someone : 그러나 "왜"질문은 근본적으로 답할 수 없다는 사실에 달려 있습니다. 그것은 우주가 작동하는 방식 일뿐입니다.
24 probably_someone 07/26/2017
@ jamesqf 나는 동의하지 않는다. "왜"질문에 대한 세 가지 가능한 대답이 있습니다 : 1. 문제의 사물은 다른,보다 근본적인 개념에서 비롯됩니다. 2. 문제의 물건은 우리가 현실의 나머지 부분을 정확하게 예측할 수있게 만드는 가정 중 하나이다. 3. 문제의 것이 실험적으로 사실로 관찰되었습니다. "답할 수없는"질문을 표시하면 사람들은 물리학의 결론을 할인 할 수 있습니다.

Dvij 07/26/2017.

왜 물리학에서 물어볼 수있는 유효한 것인가?

거의 모든 답변과 의견은 물리학에서 무언가가 일어나거나 보유되는 why 를 설명 할 실제적인 여지가 없다고 주장하지만, 물론 사실이 아닙니다. 왜 물리학에이 법칙이 존재하는지 설명 할 수 있습니다. "실험에서 순종해야한다는 것을 알았 기 때문에"사소한 방식 만이 아닙니다. 이것이 왜 우리가 그것에 관한 논문을 쓰고 왜 우리 교과서에 포함 시켰는지에 대한 사회 학적 이유입니다. 그것은 실제로 그것이 작동하는 법 자체에 관해서는 아무것도 설명하지 않습니다. Feynman 이 비디오 에서 아름답게 설명했듯이 (또는 Weinberg 가이 환상적인 책의 여러 곳에서 설명했듯이) 다음 이유 때문에 물리학에서 약간 까다로운 비즈니스의 의미는 궁극적으로 다른 대답에서 언급했듯이, 어떤 법은 어떤 근본적인 법칙에 기초하여 작동한다는 것입니다. 이것은 우리가 정말로 아무것도 설명하지 않았는가에 대한 의문을 제기합니다. 적어도 과학자들에게는 그 대답이 가장 분명합니다. 우리가 근본 법이라고 부르는 것은 다른 모든 법을 최소한으로 설명 할 수있는 힘을 가지고 있기 때문에 모든 다른 법이 효과가있는 이유입니다.

제가 의미하는 바는 다음과 같은 방식으로 명확하게 시각화 될 수 있습니다 : 당신이 $ 100 $ 다른 업무 법칙을 가지고 있다고 가정 해보십시오. 그런 다음 좋은 하루, 당신은 한 줄에 그 100 달러 법칙을 수학적으로 똑똑하게 재 작성하는 것이 아닌 하나의 법칙이 있다는 것을 알지만 실제로 모든 다른 법칙을 재현하고 실제로는 다른 법칙을 사용합니다. $ 200 $ 법률 (당신이 이전에 알지 못했지만,이 새로운 magical 단 하나의 법칙이 이전에 알려진 $ 100 $ 법과 별개로 법률이 될 것이라고 예측할 때이를 확인한 사실을 알게되었습니다). 논리적으로 말하면 어떤 사람이라도 새로 발견 된 단일 법이 모든 $ 300 $ 법의 이유라고 부를 것입니다. 우리는이 새로운 법을 설명 할 보류중인 사업을하고 있습니다. 우리는이 사업이 가능한지 아닌지 여부를 모릅니다. 그러나 우리는 분명히 그 100 달러 + 200 달러 법의 원천을 매우 과학적으로 설명했습니다. 언제 우리가 어쨌든 새로운 법의 기원을 설명한다면, 우리는 그 300 달러 법이 더 나은 방법으로 작동하는 why 설명 할 것입니다.하지만 그 법이 why 작동 why 에 대한 이전의 설명이 설명.

Why 뉴턴의 제 3 법칙에 대한 질문

나는 그것이 오늘날 우리가 알고있는 자연의 가장 근본적인 틀인 표준 모델과 일반 상대성 이론에 기초하여 더 근본적으로 더 설명 될 수있는 이유에 대해 설명 할 것이다. 그러나 뉴튼의 세 번째 법칙이 왜 작동하는지에 관해서는 상당히 고전적 인 설명의 체제 내에 머물러있을 것입니다.

우선, 그것은 항상 작동 doesn't ! 나는 이것이 아마도 뉴턴의 법칙의 붕괴에서 가장 무시되고 덜 기념 된 특징이라고 생각합니다. 나는 나중에이 시점에 올 것이다. 먼저 작동 할 때 작동하는 이유를 설명하고 작동하지 않아야 할 때 명확하게 설명해 드리겠습니다.

입자 시스템을 생각해 봅시다. 일어나는 모든 과정에서 보존 된이 우주에는 momentum 라고 불리는 어떤 것이 있습니다 (링크는 정의 된 양이 정의 된 방식으로 정의되는 이유를 생각하는 방법을 명확히하기위한 것입니다). 모든 입자는 잘 정의 된 추진력을 가지고 있습니다. 이제 우리가 force 부르는 입자에 대한 외부 영향의 영향은 입자 의 운동량이 얼마나 빨리 변하는가하는 것을 발견했습니다 (일부 독자는 이것이 두 번째 법칙임을 알게되지만 법률이 아니라 정의와 혼동을 일으킬 수 있습니다. 링크 된 답변 참조). 이제 두 가지 입자가 어떤 방식으로 상호 작용하는 것을 생각해보십시오. 전체 운동량은 시간에 걸쳐 일정해야하므로 한 입자는 두 번째 입자가 잃는 것과 동일한 속도로 운동량을 얻습니다. 힘은 단순히 입자가 운동량을 변화시키는이 속도이기 때문에 입자 중 하나의 힘이 어떤 양과 같으면 다른 입자의 $ -F $가됩니다. 이 입자들의 모멘텀은 어떤 시간 간격에서도 정반대입니다.

이제 우리는 추세를 가질 수있는 입자가 아닌 다른 것을 가지고 있다면 위의 추론이 무너질 것입니다. OP가 시각화하는 것이 어려울 수도 있지만 (다른 방법은 없습니다) 입자로 만들어지지 않은 전자기장 (적어도 고전적으로)이 있습니다. 그것들은 입자와 별개로 우주에 존재하는 것입니다. 그리고 우리는이 분야가 또한 추진력을 가질 수 있다는 것을 알게되었습니다. 따라서, 입자와 상호 작용하는 동안, 그들은이 입자들이 가졌던 모멘텀 (어떤 의미에서)을 일부 제거 할 수 있습니다. 뉴튼의 세 번째 법칙은이 경우 유효 할 이유가 없으며 실제로 입자와의 상호 작용에서 일반적으로 유효하지 않습니다 .

Edit

우리가 특정 법률이 작동하는 이유를 알고 있다는 사실은 물리학 자들에 의해 매우 잘 이해 된 사실입니다. (어떤 의미에서 결과적으로) 우리는 특정 법률이나 법이 실제로 이전 법이 나중에 재생산하더라도 why 다른 법이 효과가 있는지 설명하지 못할 때를 안다. 주요 예는 심지어 나중에 재생되는 첫 번째 및 두 개의 동일한 (또는 이중) 경우입니다. 순전히 Newtonian Mechanics에서, 'Noether 정리 (notether theorems)'와 '장 (field)이 추진력을 발휘한다는 발견'의 부재로 인해 더 큰 법칙으로 운동량 보전법을 확인할 수 없었 음을 주목하십시오. 그러한 시나리오에서, 뉴턴의 두 번째 법칙이 주어진다면, 운동량의 보존과 뉴턴의 세 번째 법칙은 실제로 서로에게 이중적이고 그들 중 아무도 왜 그 이유를 설명하지 못합니다 . 이것은 우리가 무언가가 다른 이유가 무엇인지 설명 할 때 어떤 객관적이고 명확한 의미가 있다는 것을 더욱 분명하게 만듭니다.


Jorge Perez 07/31/2017.

뉴턴의 제 3 법칙은 우주가 공평하려고하기 때문에 작용합니다. 당신이 무언가에 대해 밀면 그것이 당신에게 반격하는 것이 바람직하지 않습니다. 손이 탁자를 밀면 탁자가 손을 대고 뒤로 당깁니다. 그것이 뒤로 밀리지 않으면 손이 테이블을 똑바로 지나갈 것입니다. 세상은 그 법없이 문자 그대로 무너질 것입니다.

상황은 서로를 통해 진행됩니다. 수영자는 물을 통과합니다. 당신은 언제나 공중을 걸어 다닙니다. 그러나 두 경우 모두 상황이 글자 그대로 튀어 나와 있습니다. 공기 분자는 움직일 때 몸에서 떨어져 나옵니다. 물 분자는 수영 할 때 몸에서 튀어 나옵니다. 공기와 물은 모두 당신이 밀어 넣는 것만 큼 힘들어합니다. 그래서 바람에 맞서 걸 으려 할 때 저항감을 느낄 수 있습니다. 왜 더 깊숙한 곳에서 물 속을 뛰어 다니는 것이 더 힘든가요?

5 comments
10 JimmyJames 07/27/2017
나는 네가 제대로 된 것 같아. 하지만 '공정한'이라는 용어를 사용하는 것에 대해서는 확실하지 않습니다. 나는 우주가 공정성에 대한 핥기를주지 않는다고 확신한다.
2 Jorge Perez 07/27/2017
나는 물리학을 썼고, 그것이 어떻게 작동 하는지를 안다. 그러나 나는 그것을 10 살짜리로 설명하려고 애 쓰고있다.
2 JimmyJames 07/27/2017
오른쪽과 모든 대답 중에서 나는 이것이 지금까지 최고라고 생각합니다. 나는 단지 '공정한'의도를 암시하고 이해를 방해 할 수 있다고 제안하고있다. 그것은 10 살입니다. 그렇습니다.하지만 꽤 똑똑한 질문을하는 사람입니다.
1 Vaibhav Garg 07/28/2017
이것은 10 세에게 말하는 유일한 대답입니다. 나는 9 세의 아들을 낳고 있으며, 나는 나이에이 시대에 아이들이 쌓아 올린 개념적 틀에 대해 상당히 좋은 개념을 가지고있다. 모든 "철학"과 "기세"는 단지 물을 진흙 투성이로 대답합니다.
1 Dvij 07/31/2017
또 다른 일 : "뒤로 물러서지 않으면 손이 테이블을 똑바로 지나갈 것입니다." 참된. 그러나 그것은 왜 사물이 서로를 통과 할 수 없다고 가정하지 않는 한 세 번째 법칙이 작동하는 이유를 설명하지 않습니다. 자연의 기본 규칙입니다. 그러나 보시다시피 근본적인 규칙에서 멀리 떨어져있는 것 외에도 일반적으로 사실이 아닙니다. 모든 일들은 항상 서로 가야합니다. 공기가 가득 찬 방을 걸어 다녀 본 적이 있습니까? ;-)

Mayou36 07/28/2017.

No !

why 그것이 작동 why 아무도 설명 할 수 없다. 사람들은 how 작동 how 설명 할 수 있습니다. 그러나 그것은 완전히 다른 이야기입니다. 그들은 좀 더 일반적인 원칙을 사용할 수도 있습니다 (GR, 역학 등의 고급 과정에서이 질문을 시도하십시오). 그러나 그러한 대답은 "왜"에 기여하지 않습니다. 수학에 관심이 있다면, 이론적 설명을위한 뇌터 법칙과 대칭을 볼 수 있습니다 (여전히 그 이유를 완전히 설명하지는 않습니다).

이유 : 세 번째 법칙은 단순히 관찰 일뿐입니다. 법은 any 비 상대 론적 틀에서 유지됩니다 (사물을 더 단순하게 유지하기 위해 상대주의 적이 지 않고 원칙은 동일합니다). 아무도 아직 반대 사례를 찾지 못했고 어느 누구도 찾을 수 없을 것입니다. 더 일반적으로 세 번째 법칙은 운동량 보존의 다른 공식이라고 말할 수 있습니다.

왜 물리적 법칙이 존재합니까? 왜 우주가 아닌 우주가 존재 하는가? 아마도 이러한 질문에 대한 답은 없습니다.

물리학의 목표는 우리 주변의 사물을 가장 간단한 용어로 기술하고 행동을 예측하는 것입니다. 따라서 물리학은 why 질문을 how 질문으로 바꾸는 데 좋습니다. 그러므로 가능한 한 많은 질문을하는 것이 좋습니다.

또한 반대의 증거가 발견되면 어떤 신체적 법칙이 생기더라도 무효화 될 수 있습니다. 아무도 뉴턴의 세 번째 법칙에 반하는 증거를 아직 발견하지 못했습니다. 그리고 따라서 그것은 사실입니다.

그러나 당신의 질문과 관심과 함께 지속하십시오, 그것은 과학을 배우는 올바른 방법입니다!

3 comments
1 Dan Henderson 07/27/2017
완전히 접하는 위험에 처해 있습니다. 원인과 결과에 대한 질문은 why 상대적인 동시성에 대한 논의에 문을 열어 줍니까 (또는 내가 토끼 ​​구멍이라고 말합니까?)
Dawood ibn Kareem 08/12/2017
이는 물리 법칙의 관찰 적 성격에 초점을 맞추기 때문에 훌륭한 대답입니다. 뉴튼의 법칙이 성립하지 않는 우주를 상상해보십시오. (또는 일상적인 거시적 인 것들의 수준을 유지하지 마십시오.) "우리가 어떻게 우리 this 우주를 가지고 있음을 알 수 있는가? (비 뉴턴 식이 아닌)"라는 질문은 하나의 해답을 가지고 있습니다. 우리는 많은 관찰을했습니다. " why 우리 this 우주를 가지고 있고, (비 뉴턴 식) 우주가 아닌가 why "라는 질문은 물리학의 영역 밖에있다. 어쩌면 철학은 대답이나 종교가 있지만 과학은 아닙니다. 뉴턴의 법칙은 우리가 가지고있는 우주에 대한 설명 일 뿐이지 ...
Dawood ibn Kareem 08/12/2017
... 설명이 필요한 증후군.

Daniel Mahler 07/28/2017.

물리학은 궁극적으로 이런 종류의 질문에 대답 할 수 없지만 여기에 대해 생각하는 두 가지 방법이 있습니다.

간단한 길

똑같이 열심히 밀어 넣지 않았다면 뭔가를 강요하는 것이 무엇을 의미할까요? 예를 들어, 손으로 공기를 얼마나 힘껏 밀어 낼 수 있습니까?

더 어려운 길

제 3 법칙은 운동량 보존과 수학적으로 동일하다. 이것은 자연스럽게 Why is momentum conserved? 라는 질문으로 이어진다 Why is momentum conserved? . 이것은 부분적으로는 로터의 정리와 공간의 대칭에 의해 응답 될 수 있습니다. 10 세가되면 Noether의 정리를 이해하는 것이 큰 도전이 될 것입니다.하지만 '왜'라는 질문을 좋아한다면 그들은 물리학자가 답에 가장 가까운 것들 중 하나입니다. 이 경우 기본적으로 직교 좌표로 표현 된 물리 법칙은 원점 (좌표계와 그 기원은 임의의 인공 발명)이 어디에 있든지 관계없이 수학적으로 운동량이 보존되어야 함을 의미합니다. 논증의 논리에 따르면, Lagrangian formulation of physics를 이해하는 것이 필요하다.


Yashas 07/26/2017.

뉴튼의 세 번째 법칙은 운동량 보전의 재조정 또는 아마도 운동량 보전법의 직접적인 결과이다.

우리는 그것을 수학적으로 아주 쉽게 이해할 수 있습니다. 이 게시물에 주어진 수학적 설명은 엄격하지 않지만 관계를 이해하는 데 필요한 직감을 제공하기에 충분합니다.


Newton's second law: definition of force

뉴턴의 두 번째 법칙은 힘을 운동량의 변화율로 정의합니다. 수학적으로 다음과 같이 표현할 수 있습니다.

$$ \ vec {F} = \ frac {d \ vec {p}} {dt} $$

여기서 $ p $는 운동량이고 $ t $는 시간입니다.

$$$$ 뉴턴의 세 번째 법칙 및 운동량 보존

고립 된 두 객체 $ A $와 $ B $를 고려하십시오. 객체 $ A $가 객체 $ B $에 강제로 $ \ vec {F_ {AB}} $를 발휘하도록합니다.

객체 $ B $에 작용하는 힘은 $ vec {F_ {AB}} $뿐이므로 객체의 모멘텀은 다음과 같이 바뀝니다.

$$ \ vec {F_ {AB}} = \ frac {d \ vec {p_B}} {dt} $$

운동량이 보존되면 목표 $ B $의 운동량이 속도 $ \ vec {F_ {AB}} $로 바뀌면 다른 운동의 운동량은 $ - \ vec {F_ {AB}} $ .

우리의 경우 (두 개의 고립 된 객체들)의 추진력을 잃을 수있는 유일한 객체는 객체 $ A $입니다. 따라서 물체 $ A $는 $ - \ vec {F_ {AB}} $의 속도로 운동량을 변경합니다.

오 음, 우리는 뉴턴의 두 번째 법칙을 다시 적용 할 수 있습니다. 물체의 운동량이 $ - \ vec {F_ {AB}} $의 비율로 변화한다면, $ - vec {F_ {AB}} $의 순 강제력이 작용해야합니다.

$$ \ vec {F_ {BA}} = - \ vec {F_ {AB}} $$

간단히 말해서 뉴튼의 세 번째 법칙은 모든 행동 ($ \ vec {F_ {AB}} $)에 대해 동일하고 반대되는 반응 ($ - \ vec {F_ {AB}} $ 또는 $ \ vec { F_ {BA}} $).

5 comments
11 I wrestled a bear once. 07/26/2017
야, 10 살이야 ....
6 Yashas 07/27/2017
SE에 게시 된 대답은 더 넓은 커뮤니티를위한 것입니다. 답변이 OP의 요구 사항 작성자에게 엄격하게 국한되어야한다는 규칙은 없습니다. 또한, 나는 수학 문장을 문장으로 표현했다.
2 Dan Henderson 07/27/2017
@ Yashas 더 많은 답변이 그들의 수학과 함께 해주기를 바랍니다. 나는 텍스트보다 더 많은 Tex를 가지고 많은 답을 보았고, 눈은 단지 유약이 넘쳤다. (나는 Σ를 사용하는 것과 같은 더 복잡한 표기법을 읽는 법을 모른다.)
Yashas 07/28/2017
이 답변의 모든 수학 부분이 제거 되었더라도 여전히 답이 될 것입니다. 답에 심각한 수학은 거의 없습니다. 수학 부분은 보완 적입니다. 수학적 표현은 혼자 서 있지 않습니다. 모든 수학적 표현이 설명되었습니다. 10 세의 표기법이 표기법을 이해하지 못한다고해도, (모든 수학적 진술에 충분한 설명이 주어지면 수학 기호가 의미하는 바를 추측 할 수 있습니다.) 아이디어를 이해할 것입니다.
1 Russell McMahon 07/31/2017
@Wrestledabearonce. 기한이 10 살이었습니다. 규칙에 따르면 나이가 들었다는 이유로 자신의 계정이 삭제되었습니다. 정답은 실제 또는 개념상의> 10 세 이상이어야합니다. 아마.

Narasimham 07/25/2017.

두 개의 static forces 서로 균형을 static forces 작용하는 움직임이 없습니다. 중력도 없다.

그러나 동적 인 힘이 어떤 몸에 작용한다면 그것의 반응은 물체의 움직임 (역학)에 의해서만옵니다. 우리는 힘과 상상의 정적 인 D' Alembert의 힘이 반대 방향이라고 말할 수 있습니다. 이것이 정적 및 동적 힘 및 변위 작용의 기본적인 차이입니다.

그러한 또 다른 예는 하체입니다. 결과 운동 as well asas well as .

에너지 원을 제외하면 자유 낙하하는 몸체 (중력)와 로켓 (추방 된 연료)은 동일한 방식으로 동적으로 작동합니다.


MCon 07/28/2017.

우리는 매우 다른 접근법을 취합니다. 일반적으로 매우 좋은 답변입니다. 나는 단지 스케치 할 것이다. 누군가가 관심을 표명하고 의견을 말하면 정교 할 시간을 찾으려고 노력할 것입니다 (참고 : 나는 영어 모국어가 아니기 때문에 언어는 "약간 벗어났다";

  • 우리의 과학은 실제로 우리가 주변 환경을 조사하는 데 사용하는 방법입니다.
  • 이 방법은 two 독립적 인 인터 로킹 방식을 기반으로합니다.
    1. 실험 과학.
    2. 정확한 (종종 "이론적"이라고 불리는) 과학.
  • 실험은 은폐 된 대상이 무엇인지 알아 내기 위해 특정 질문을하는 게임과 같은 실험을 통해 자연을 탐색하려고 시도합니다.
  • Exact Science, OTOH has nothing to do with the real world . 이것은 일련의 가정으로 시작하여 정리 (theorems) (또는 동등한 수학적 파생어)를 통해 속성을 유도하는 수학적 구성입니다.
  • 2 개는 평행 한 선로에서 달리며 절대로 directly 간섭하지 않습니다.
  • 이 두 가지를 "평행하게"유지하고 이들이 서로 빗나가는 것을 막는 것은 실제로 남성들입니다. 과학자들은 종종 "다른 열차"를 타고 여행하는 동료와 "열차를 바꾸거나"의사 소통을합니다.
  • 실험하는 사람들은 관찰 된 행동을 설명 할 수있는 "가정"을 이해하려고 노력합니다.
  • 이론적 인 작업을하는 사람들은 선택한 프레임 워크에서 특정한 (종종 "이상한") 사례를 "예측"하고 실험자에게 확인하도록 요청합니다.
  • 부문은 거의 그렇게 날카로 우나는 않지만 배경을 이해하는 것이 유용합니다.
  • 뉴턴의 "법칙"은 그가 그의 정확한 과학 : 고전 물리학을 구성하기 위해 사용했던 것보다 더 postulates 것은 아무것도 아닙니다. 그들은 Euclid의 "Five Postulates"와 완전히 같은 역할을 수행합니다. 완전히 추상적 인 구조를 만드는 기초입니다.
  • 유클리드 기하학은 우리가 주변 환경을 이해하고 조작 할 수있게 해주는 훌륭한 작업 이었지만 사용할 수있는 유일한 것들 ( bourbakism 참조)과 다른 유클리드 기하학 구조는 가능하지 않습니다 (아마도 우리 현실을 더 잘 표현할 수 있습니다).
  • 달과 그 너머의 궤적을 계산할 수있는 "충분히 좋은"고전 물리학과 동일하지만,보다 현대적인 이론 (예 : 상대주의 역학 및 양자 역학)에 의해 "대체"되었다.
  • 이런 일이 일어날 때 "오래된 이론"이 완전히 희롱 된 것은 드문 일입니다. 일반적으로 일어나는 일은 새로운보다 일반적인 이론의 "특별한 경우"가됩니다. 이전의 일련의 postulates 은 따라서 새로운 개념의 관점에서 "파생"되고 "설명"되므로 더 이상 가정과 같이 보이지 않으며 대신 "시연"됩니다. "시위"는 궁극적으로 또 다른 비논리적 주장에 속한다.
  • 궁극적으로 어떤 가정이 선택되는 이유는 우리의 실험이 그 방향을 가리키고 있기 때문입니다. 뉴턴의 제 3 법칙 때문에 스케이트에 서있는 동안 야구 공을 던지면 (그리고 넘어지지 않게) 어떤 일이 일어나는 지 쉽게 볼 수 있습니다. 다른 가정을 도출하는 것은 더 복잡한 문제이며, 시행 착오를 통해 본질적으로 진행됩니다 (즉, 일정한 양의 "사실"이 사실임을 알고 가정을 조정하여 결과를 얻습니다). 그 이유는 당신의 이론을 검증하기 위해 (즉, Experimental Science 기차로 돌아 가기 위해) 명백하지 않고 아직 관찰되지 않은 "사실"을 "예측"하는 것이 중요합니다.
5 comments
1 MCon 07/28/2017
downvoting하는 이유를 알 수 있겠 니?
chuxley 08/08/2017
아마 포스터의 나이. 그것은 젊은 포스터 머리 위로 갈 것입니다 긴 대답. 포스터는 10 살입니다. 어쨌든 나는 '정확한'이론 과학에 대해 의견이 다르다. 어쨌든; 이 전체 답은 경험적 법칙과 과학적 모델 / '이론'의 차이점을 지적하기 위해 실제로 끓일 수 있습니다.
MCon 08/08/2017
@ chuxley : 감사합니다. 나는 왜 당신이 "동의하지 않는지"에 관심이있을 것입니다. 그러나 이것이이 문제를 논의 할 곳이 아니라고 생각합니다. "개인적으로"할 수있는 방법이 있습니까? (물론 관심이 있다면 물론)
chuxley 08/08/2017
확실한. 여기에 비공개 메시지를 보낼 수있는 방법이 있습니까? 있을 경우; 그냥 저를 보내 주시면 우리가상의 할 수 있습니다. 그렇지 않으면 여기에 이메일을 게시 할 것입니다.
MCon 08/08/2017
@ chuxley : AFAIK 스택 교환에 PM이 없습니다. 몇 개의 대화방이 있습니다 (물리학 chat.stackexchange.com/rooms/71/the-h-bar ),하지만 거기에 동일한 퓨즈에 있어야합니다 (그리고 나는 자루에 충돌하려고 해요, 내일 내가 될 것입니다 비행기에서). 내 쓰레기 수거 주소는 다음과 같습니다. ziobyte at Gmail co.kr ...하지만 며칠 후에 나는 매우 바쁠 것입니다. 감사.

PStag 07/25/2017.

두 손가락 사이에 스프링을 밀어 넣는 것을 상상한다면, 스프링은 각 손가락에서 같은 양을 누르게됩니다. 팔과 마찬가지로, 팔을 곧게 펴는 무언가를 밀어 붙이면 팔이 당신을 대상과 똑같이 밀어냅니다.

연료가 폭발하면 모든 방향으로 밀려납니다. 폭발 로켓은 지구를 밀어내는만큼 밀어 낸다.

2 comments
5 Beanluc 07/25/2017
아니, 지구가 아니야. 배기 가스.
4 Michael Kjörling 07/26/2017
로켓 연료는 일반적으로 폭발하지 않습니다. 로켓의 연료가 폭발하면 사실상 RUD라고 불리는 경우가 발생합니다.이 경우 RUD는 rapid unplanned disassembly 약자입니다. 로켓 연료는 제어 된 반응으로 combusts 된다 (예를 들어 기체이지만, 연소 에 대한 Wikipedia 기사에는 LH2 / LOX 로켓의 2H₂ + O₂ -> 2H₂O가있다). 그리고 물론, 노즐의 전체 목적은 팽창하는 가스의 힘을 유도하여 엔진 (그리고 그에 부착 된 로켓)이 원하는 방향으로 움직 이도록하는 것입니다.

Related questions

Hot questions

Language

Popular Tags