Treći Newtonov zakon kaže da kada dva tijela međusobno djeluju, uvijek djeluju jedno na drugo silama jednakog iznosa i suprotnog smjera. Taj se zakon obično naziva zakon akcije i reakcije. Na primjer, knjiga koja leži na stolu djeluje silom prema dolje jednakom njezinoj težini na stolu. Prema trećem zakonu, stol djeluje jednakom suprotnom silom na knjigu. Suprotna sila se javlja jer težina knjige uzrokuje, prostim okom nevidljivu, deformaciju stola tako da stol gura knjigu prema gore poput sabijene opruge. (Slika 2.) ![]() Slika 1. Zabijanje čavla Kada čekić udari čavao, uzrokuje ubrzanje čavla u drvo. A deformacija drva i trenje suprostavljaju se tom kretanju. Gibanje i čekića i čavla se nastavlja sve dok sila čekića nadjačava trenje i otpor drva koji djeluju na čavao. Moramo prihvatiti činjenicu da je sila čavla na čekić jednaka iako nam se čekić čini "jačim" budući da zabija čavao u drvo. A čavao nam se čini "slabijim" jer "popušta" i uzmiče. Jednaka i suprotna sila čavla međutim usporava čekić da bi kretanje konačno prestalo kada trenje drveta naraste s dubinom zabijanja toliko da zaustavi čekić. Treba razumjeti da prvi Newtonov zakon također opisuje djelovanje jednakih suprotnih sila ali te sile djeluju na isto tijelo i posljedično zbog ravnoteže sila tijelo miruje ili se giba jednoliko po pravcu🔎. To se bitno razlikuje od jednakih suprotnih sila kojima se bavi treći Newtonov zakon, gdje svaka od sila djeluje međusobno na drugo tijelo. Pri tome je i učinak tih sila različit. Kao što je slučaj sa spomenutim zabijanjem čavla. Vektorski zbroj sila na pojedino tijelo može biti različit od nule a ne mora. Slika 2. Ravnoteža sila Težina knjige uzrokuje, prostim okom nevidljivu, deformaciju stola. Iz iskustva znamo da magarac može povući kola. Ali 3. Newtonov zakon kaže da kola djeluju na magarca istom silom u suprotnom smjeru. ![]() Slika 3. Magarac i kola Sili kojom magarac vuče po 3. Newtonovom zakonu suprostavlja se sila kojom kola djeluju ma magarca, istog iznosa a suprotnog smjera. Ipak magarac uspijeva povući kola. Kada bi pod kopitima magarca bio led (malo trenje), a kotači u blatu (veliko trenje), magarac ne bi mogao povući kola. ![]() Slika 4. Konj na snijegu Ovisno o trenju pod kopitima, konj može povući silom uvijek manjom od vlastite težine. Sila trenja je općenito umnožak pritiska na podlogu (tj. težina konja) i koeficijenta trenja koji ovisi o podlozi (trava, asfalt, led, šljunak) i kreće se između 0,2 i 0,4. Dakle potkovani konj od 700 kg može na zemljanoj podlozi vući silom od oko 1500 N, a na ledu uopće ne može vući. Konj ili magarac koji vuku kola naravno nemaju "startne blokove" poput atletičara koji bi im omogučili "odgurivanje" o tlo bez proklizavanja. U izvjesnoj mjeri konjima na zemljanoj podlozi pomažu potkove, ali na asfaltu čak smanjuju trenje između željeza i glatkog asfalta. ![]() Slika 5. Povećanje i smanjenje trenja Dvije naprave za suprotne svrhe vezane uz trenje pri gibanju po tlu. ![]() Slika 6. Željeznica sa zupčanikom Malo trenje kotača željeznice nije dovoljno na strmim dionicama u Alpama. Tu se primjenjuje vuča sa zupčastom letvom duž cijelog kolosijeka. Pogon se prenosi zupčanikom pri čemu ne može doći do proklizavanja. Trenje kotrljanja (nepogonskih kotača) se suprotstavlja gibanju automobila dok je trenje između pogonskih kotača i ceste vučna sila koja omogućuje gibanje automobila bez proklizavanja kotača, uz uvjet da je sila motora FM manja od trenja kotača: ![]() Slika 7. Automobil i cesta U normalnoj vožnji automobilom vrijedi da je pogonska sila motora jednaka sili trenja FM = Ftr. Na grafu ovisnosti sile trenja o sili motora to se vidi kao proporcionalnost. Sila trenja se prilagođava sili motora sve dok ne dosegne maksimalnu moguću vrijednost Ftr_max = µs·Fp, gdje Fp pritisna sila kotača, a µs koeficijent statičkog trenja. Kada se to dogodi, kotač proklizava, a sila trenja se snizuje na vrijednost Ftr = µd·Fp, gdje je µd, koeficijent dinamičkog trenja, koji se obično naziva skraćeno, koeficijent trenja µ. Kotač odguruje cestu, a kako je cesta pričvršćena na Zemaljsku kuglu, on odguruje cijelu Zemaljsku kuglu. Prema trećem Newtonovom zakonu jednakom silom suprotnog smjera Zemlja odguruje kotač. Ponekad može biti zahtjevno (izazovno) uvjeriti učenike da na svaku silu postoji jednaka i suprotna reakcija. Kao pomoćno objašnjenje, obično se kaže: Ako guraš zid nekom silom, zid će tebe gurati jednakom silom u suprotnom smjeru. Za prevladavanje ove poteškoće, može poslužiti sljedeći jednostavan pokus. Svi učenici u razredu trebaju slijedili upute koje im pokazujete rukama, a oni ih sami ponavljaju. (Slika 7.) ![]() Slika 8. Guranje zida Ako guraš zid, zid djeluje jednakom silom suprotnog smjera. |