運動の第3法則

は、2 つの物体が互いにおよぼしあう力は同一線上にあって大きさが等しく向きが反対であるという公理である。とも。

定義 を質点、 を が におよぼす力、 を が におよぼす力とする。次の式、

が常に成立するという公理を「運動の第3法則」という。 このとき片方の力を作用、もう片方の力を反作用といい、この法則は「作用・反作用の法則」ともいう。

すなわち、2つの質点が互いにおよぼしあう力は同一線上にあり大きさが等しく反対を向く。

原義 ニュートンは運動の第3法則を次のように定義した：

これは次のように邦訳されるp.584 より引用。：

性質

互いに作用 一方だけが他方へ力を及ぼすことはなく、必ずその反作用が存在する。

質点 が質点 に力をおよぼさないつまり のとき、運動の第3法則より、

が常に成立する。よって すなわち「一方だけが他方へ力をおよぼす」は成立し得ない。「両者が力をおよぼし合う」か「両者とも力をおよぼさない」のみが起こる。

応用

質点 A と B を一つの系（対象）として扱うとき、二つの質点が互いに及ぼし合う力を内力といい、内力以外の力を外力A が受けている場合は 、B が受けている場合は と書くことが多い。という。2つの質点 A, B が外力の作用を受けずに運動するとき、A と B の重心 G の運動について、運動の第2法則によれば以下が成り立つ。

ここで、、 は、A と B のそれぞれの質量である。したがって、外力がなければ、重心は時間によってその速度を変化させない。運動の第1法則より、慣性系から物体の運動を観察した場合、外力の働かない系において、物体の重心は静止しているか、等速直線運動しているように見える。

運動の第3法則は、物体の運動を記述する上で、内力と外力の区別を与え、また特に重心の運動の場合には内力の寄与がなくなることを保証する。これにより、もし物体の併進運動のみに興味がある場合、その物体の運動をそれに等しい質量を持つ質点の運動に置き換えて扱うことができる。

脚注

注釈

出典

参考文献

関連項目 物理法則一覧 運動 (物理学) 運動の第1法則 運動の第2法則 ニュートン力学 応力 無反動砲