Định luật III Newton, hay còn gọi là Định luật lực – phản lực, là một trong ba định luật của Newton về vật lí chuyển động. Nó được công bố lần đầu tiên vào năm 1687 trong tác phẩm “Các nguyên lý của triết học tự nhiên” của Newton.
Định luật III Newton
Quan sát thí nghiệm vật lí trên ta nhận thấy rằng khi xe A chuyển động đến va chạm với vật B (tác dụng lực lên vật B) sau đó xe A đổi hướng chuyển động ngược trở lại, điều này chứng tỏ có một lực từ vật B tác dụng trở lại xe A làm đổi chiều chuyển động của xe A.
Bỏ qua ma sát giữa bánh xe và mặt phẳng nằm ngang, nếu sau khi va chạm với vật B, xe A trở lại được vị trí ban đầu xuất phát thì chứng tỏ độ lớn lực từ vật B tác dụng lên vật A là cân bằng nhau.
Thực nghiệm đã chứng minh những điều trên là đúng. [caption id="" align="alignnone" width="315"]
Isaac Newton 46 tuổi Bức vẽ của Godfrey Kneller năm 1689[/caption]
Xem thêm: Câu chuyện về nhà vật lí Newton
Nội dung của định luật III Newton
Khi vật 1 tác dụng lên vật 2 một lực, thì vật 2 cũng tác dụng trở lại vật 1 một lực. Hai lực này là hai lực trực đối, cùng phương, ngược chiều, cùng độ lớn và điểm đặt khác nhau.
Công thức định luật III Newton
\[\vec{F_{12}}=-\vec{F_{21}}\]
- F$_{12}$: là lực do vật 1 tác dụng lên vật 2
- F$_{21}$: là lực do vật 2 tác dụng lên vật 1
So sánh khái niệm lực trực đối và lực cân bằn
Bác nông dân, xe bò kéo và định luật III Newton
Vào một ngày đẹp trời, sau khi học xong bài định luật III Newton, một anh nông dân may mắn gặp được Newton và nói: Thưa ông Newton theo định luật III của ông thì con bò của tôi kéo xe bằng với lực của xe kéo con bò, vậy tại sao xe của tôi có thể chuyển động về phía con bò, định luật III Newton của ông chắc là sai rồi.
Bài tập ví dụ về Định luật III Newton
Bài 1. Trên mặt nằm ngang không ma sát, xe một chuyển động với độ lớn vận tốc 5 m/s đến va chạm vào xe hai đang đứng yên. Sau va chạm, bật lại với tốc độ 150 cm/s, xe hai chuyển động với độ lớn vận tốc 200 cm/s. Biết khối lượng xe hai là 400 g. Tính khối lượng xe một.
Hướng dẫn giải Bài tập định luật III Newton
v1 = 5m/s; v’1 = 150cm/s = 1,5m/s; v2 = 0; v’2 = 2m/s; m2 = 0,4kg
Gọi t là thời gian tương tác giữa hai xe
Chọn chiều dương là chiều chuyển động của xe 1 trước va chạm
độ lớn gia tốc của xe 1: a1 = (–v’1 – v1)/t
độ lớn gia tốc của xe 2: a2 = (v’2 – v2)/t
áp dụng định luật III Newton ta có
m1a1 = –m2a2 = > m1(1,5 + 5) = 2m2 = > m1 = 0,145kg