何謂牛頓第三運動定律(Newton’s Third Law of Motion)?當兩個物體交互作用時,彼此施加於對方的力,其大小會相等,方向會相反,此外,力必會成雙結對地出現,其中一道力稱為「作用力」(action);而另一道力則稱為「反作用力」(reaction),又稱「抗力」。
那麼,在日常生活中,有甚麼簡單的例子呢?我們在蛙泳時,雙腳用力向後蹬水,水受到向後的作用力,則人體受到向前的反作用力,讓我們能向前去。又如我們用手擊打牆身,手會感覺到疼痛,越大力打,手會感到越痛,這是由於我們在拍打牆身的時候,同樣受到牆的反作用力。這裏有兩個層面,第一個層面是作用力,手是施力物體,桌子是受力物體;第二個層面是反作用力,當手感到疼痛時,桌子是施力物體,手是受力物體,這兩種力是相互作用的。
說回火箭升空,同樣原理,火箭與被噴出的氣體是一對相互作用的物體,火箭噴出的氣體同時對火箭產生向上的反作用力,即為火箭上升的推動力,正如很多武器,如砲彈和子彈向前發射時,都會產生後座力。飛船向後噴射,是對後方產生了一個作用力,令火箭直線飛行,但太空是沒有空氣的,那麼飛船如何停止和調整方向?道理很簡單,當需要調整航向時,太空人就會啟動飛船調姿發動機,發射氣流來調整飛船飛行的方向;當要剎停時,就會向前面噴射氣流,抵銷向前飛的動力。另一方面,當太空人在艙外活動時,由於太空是真空的,為了移動,他們就利用太空衣內的高壓氣體向外噴射氣流,然後以「反作用力」向反方向飄去。
所以大家在研究火箭飛行時,要緊記牛頓第三運動定律的三個特點:第一,作用力和反作用力是成雙成對,同時出現的;第二,兩者大小相等,一正一反;第三,兩者的力量會在一條直線上進行。
