Co je Newtonův třetí zákon?

Pravděpodobně už víš, že tě Země táhne dolů. Co si ale možná neuvědomuješ je, že i ty táhneš Zemi směrem k sobě. Například pokud tě Země táhne tíhovou silou 500 N, ty táhneš Zemi nahoru tíhovou silou 500 N. Tato úžasná skutečnost je důsledkem Newtonova třetího zákona.

Newtonův třetí zákon: Působí-li těleso A silou na těleso B, pak těleso B musí působit silou stejné velikosti a opačného směru na těleso A.

Tetnto zákon představuje jistou souměrnost přírody: síly se vždy vyskytují ve dvojicích a jedno těleso nemůže působit na jiné, aniž by samo pocítilo nějakou sílu. Občas tomuto zákonu říkáme zákon akce a reakce, kde působící síla je akce a síla, kterou pocítíme následkem toho, je reakce.

Newtonův třetí zákon můžeme pozorovat při pohybu lidí. Podívejme se například na plavkyni na obrázku níže, jak se odráží od stěny bazénu.

Plavkyně tlačí na zeď svými chodidly a zrychluje ve směru proti tomuto tlaku. Zeď na ni zapůsobila silou, která byla stejné velikosti, ale opačného směru. Možná si říkáš, že stejně velké síly opačného směru by se měly vyrušit, ale ony to neudělají, protože působí na různé systémy. V tomto případě máme dva systémy, které nás zajímají: plavkyně a zeď. Zajímá-li nás plavkyně, jak je tomu na obrázku, pak $F_{\text{zeď na nohy}}$‍ je pro tento systém vnější silou a ovlivňuje jeho pohybový stav. Plavkyně se pohybuje ve směru $F_{\text{zeď na nohy}}$‍. Oproti tomu síla $F_{\text{nohy na zeď}}$‍ působí na zeď a tím pádem ne na pozorovaný systém. Tím pádem $F_{\text{nohy na zeď}}$‍ přímo neovlivňuje pohybový stav sledovaného systému a neruší $F_{\text{zeď na nohy}}$‍. Všimni si, že plavkyně působí silou ve směru opačném tomu, kterým se chce pohybovat. V kýženém směru ji posune reakce.

Další příklady Newtonova třetího zákona najdeme snadno. Když učitel přechází před tabulí, působí na podlahu silou mířící vzad. Podlaha působí na učitele silou, která jej urychluje dopředu.

Podobně auto zrychluje, protože země působí na tažná kola směrem dopředu v reakci na tlak kol směrem vzad. O tom svědčí kamínky, které odletují od kol dozadu při jízdě na štěrku.

Jiný příklad je pohyb rakety. Ta letí dopředu, protože velkou rychlostí chrlí plyn směrem dozadu. Raketa působí velkou silou směrem dozadu na plyn ve vznětové komoře a plyn tedy působí velkou reakční silou mířící dopředu. Této reakční síle se říká tah. Běžná představa, že rakety se odrážejí o zemi nebo vzduch za sebou, je mylná. Vlastně fungují nejlépe ve vakuu, kde se mohou nejúčinněji zbavovat výfukových plynů.

Vrtulníky se rovněž nechávají táhnout nahoru stlačováním vzduchu směrem dolů. Ptáci a letadla létají působením silou na vzduch ve směru opačném k tomu, kterým chtějí letět. Aby pták letěl nahoru a dopředu, musí na vzduch působit směrem dolů a dozadu.

Člověk řídí Vozík 1 směrem doprava a tlačí jím Vozík 2, na kterém stojí těžká lednice. Celková hmotnost Vozíku 2 včetně lednice je trojnásobkem celkové hmotnosti Vozíku 1 a člověka v něm. Pokud Vozík 1 tlačí dostatečně velkou silou, aby přiměl oba vozíky ke zrychlování směrem doprava, co se dá říct o velikosti sil působících na vozíky?

Na stole leží v klidu krabice, jak znázorňuje obrázek níže. V tabulce pod obrázkem je přehled nejrůznějších sil.