Confus au sujet de la 3ème loi de Newton

user82115

Confus au sujet de la 3ème loi de Newton


Je suis confus au sujet de la 3e loi de Newton. Si une personne saute du sol, une force est appliquée à la fois à la personne et au sol. Cependant, comme

F=mune

l’accélération subie par la Terre est bien inférieure à celle que connaît la personne.

Mais: j’appuie avec une force de gravitation sur le sol, donc il devrait appuyer avec la même force sur moi, donc si ma masse est inférieure à la masse terrestre, mon accélération devrait également être plus grande mais je ne bouge pas (volant)?

Deuxièmement: si une petite fusée (avec une petite masse) exerce une pression contre une plus grande roche avec une plus grande masse, la fusée devrait avoir une plus grande accélération vers la direction opposée à sa trajectoire de vol, alors comment la fusée peut réellement déplacer la roche (vers la gauche sur l’image où l’accélération de la roche est petite) et non l’inverse (l’accélération de la fusée sur l’image vers la droite est plus grande)?
Édité

Si une fusée de masse

mrocket

pousse contre un rocher de masse

mrock

avec la force

Fthrust

le rocher repoussera avec une force égale (3e loi de Newton). La fusée connaîtra une accélération

unerocket

dans la direction opposée de

Fthrust

et le rocher connaîtra

unerock

dans le même sens que la poussée. Cependant, dans cet exemple,

mrocket<mrockunerocket<unerock



Pourquoi la fusée ne se déplace-t-elle pas dans la direction opposée à

Fthrust

puisque la roche a une masse plus importante?

entrez la description de l'image ici

Je ne sais pas si cela aide, mais j’ai ajouté une image à la deuxième question

Edit: Pour poser une deuxième question simple, comment un petit objet (de faible masse) peut pousser un gros objet (de grande masse) si, selon la 3ème loi de Newton, un gros objet de masse provoque une plus grande accélération sur un petit objet de masse

Constantine Black

Salut. Peut-être que cela vous intéresserait: physicsparsimony.wordpress.com/2011/12/22/…

Réponses


 jhobbie

À la première question: la troisième loi de Newton stipule que chaque force a une force égale et opposée. Ainsi, la force que la Terre exerce sur vous avec la gravité (une grande masse provoquant une énorme accélération sur une petite masse) est contrée exactement par la force normale du sol (encore une fois, une grande masse provoquant une énorme accélération sur une petite masse, mais cette fois dans la direction opposée). Vous pouvez le voir lorsque vous sautez, et que la force normale n’est plus appliquée à votre corps, vous tombez rapidement sur Terre. Dans un sens, la force que le sol repousse sur vous est vraiment égale et opposée à la gravité de la Terre qui vous tire dessus.

Je ne suis pas sûr de comprendre votre deuxième question. Cela ne précise pas vraiment la situation et il est mal formulé; si vous la reformulez, j’espère pouvoir vous répondre.

Gᴇᴏᴍᴇᴛᴇʀ

Je pense que sa deuxième question concerne la conservation de l’élan et peut-être des vecteurs?


 doux

@Jhobbie a répondu à la première question de OP. Plus précisément, nous volons (sautons) parfois! C’est alors que la force normale dépasse notre poids – la force d’attraction gravitationnelle vers la Terre.

Concernant la deuxième question:

La force sur le rocher n’est PAS toujours égale à

FThrust

. Le diagramme devrait ressembler à ceci:

N[Roche]

pour le rocher,

N[Fusée]FThrust

pour la fusée,

et

FThrust[Gaz d’échappement]

(il ne faut pas oublier cela).

Donc, dans la notation d’accélération de OP (je garde la direction mentionnée par les flèches dans le diagramme de questions d’origine):

α1=FThrustNmrocket

et

α2=NMRock

.

Passer en revue les lois de la conservation totale de l’énergie (si la collision est ellastique) et la conservation de l’élan total montreront facilement que tout va bien.

Ici

N

est la force de réaction normale entre Rock et Rocket; OP’s

FUNEB=FBUNE

est en fait cette force normale

N

.

FThrust

est la force donnée par les gaz d’échappement sur la fusée. La (3e) loi de Newton n’exige pas

FThrust=N

. On peut toujours étudier différentes limites des masses, comme

MRock

correspond à un mur. Il

FThrust=N

, car la fusée tentera de pousser le mur qui ne bouge cependant pas, et la fusée ne se déplacera pas vers l’avant. En règle générale, pour une balle, où il n’y a pas de

FThrust

, le

N

entraînera la balle lancée rebondissant sur sa main, rebondissant sur le mur.

user82115

Je pense que mon erreur était de penser que si la pression de la fusée avec une certaine force est égale et rien de plus contre elle, mais il semble qu’il y ait en fait 3 forces: FTrust cause une force normale (N) sur la roche et une deuxième force normale (N) qui est réaction de la 3e loi de Newton. Donc la 3ème loi de Newton ne s’applique qu’au même type de forces et ici nous avons N-> fusée = N <-rock donc il y a égal mais la force de réaction est différente de la force de poussée (N-> fusée! = Fthrust) ai-je raison? Quelles forces aurions-nous lorsque je lancerais un rocher?

doux

Dans le deuxième cas (N-> fusée! = Fthrust), observez que F_Thrust et N agissent sur des surfaces différentes. Il faut donc invoquer deux fois la troisième loi, pour deux interactions différentes. Fondamentalement, la troisième loi s’applique séparément pour toutes les différentes interactions qui se produisent au sein des systèmes.

user82115

Si je connais la valeur de F_thrust, puis-je déterminer (et comment?) La valeur de N-> fusée? (dans le cas où je ne peux pas de quelles autres informations j’ai besoin?)

doux

Cela dépendra du type de collision et des forces opérant entre la fusée et la roche.

doux

Par exemple, une masse d’argile lancée sur un mur s’y collera, tandis qu’une boule de même masse et de même vitesse initiale peut rebondir sur le mur. Connaître le temps pris pour la collision et les vitesses finales, etc. pourrait vous donner une idée de la force moyenne qui a pu opérer pendant la collision.


 Arc676

Supposons que la fusée ait suffisamment de carburant pour l’alimenter pendant une période de temps prolongée.

La fusée pousse contre la roche avec une force (tant qu’elle a du carburant).

Appelons ça

Fthrust

et il aura une direction « en avant ».

Le rocher repousse avec une force égale (3e loi de Newton). Dans la question, vous spécifiez que la fusée a moins de masse que la roche, donc

mrocket<mrock

. Les deux objets subissent

Fthrust

, mais la roche en fait l’expérience dans la direction « avant » tandis que la fusée subit la force dans la direction « arrière ».

Même si le rocher applique une force sur la fusée, il a toujours une accélération non nulle dans la direction « avant ». Par conséquent , il va se déplacer « en avant ». La fusée a également une accélération non nulle dans le sens « arrière ». La fusée a une accélération « vers l’arrière » qui est supérieure à l’accélération « vers l’avant » de la roche (car

F=mune

). Cependant, la fusée applique toujours

Fthrust

, donc cela annule avec la force « en arrière » et la fusée se déplace « en avant ». Maintenant, le rocher a bougé et la fusée bouge. Cela se répète jusqu’à ce qu’une force (par exemple, friction, résistance à l’air, etc.) soit supérieure ou égale à

Fthrust

et le rocher ne bouge plus. Evidemment si la fusée manque de carburant

Fthrust=0

et ni la fusée ni le rocher ne bougeront (à moins qu’ils ne soient trouvés dans un vide auquel cas l’élan les maintiendra en mouvement jusqu’à ce que quelque chose les arrête).

En conclusion, ça se passe comme ceci:

La fusée pousse contre le rocher. La roche repousse mais
se déplace parce que la force de la fusée est (faisant une hypothèse ici) supérieure à tout ce qui la retient (par exemple, friction, résistance à l’air, etc.). La fusée devrait reculer parce que la roche lui a appliqué une force, mais en utilisant du carburant pour générer une poussée sur une période de temps prolongée. Par conséquent, la force qu’il a reçue du rocher est annulée et la fusée avance à nouveau. La roche s’est déplacée de sorte que la fusée a de l’espace pour avancer. Lorsque la fusée et la roche se rencontrent à nouveau, ce processus se répète.


 Anonymous

Si une petite fusée (avec une petite masse) exerce une pression contre une plus grosse pierre avec une plus grande masse, la fusée devrait avoir une plus grande accélération vers la direction opposée à sa trajectoire de vol, alors comment la fusée peut réellement déplacer la roche (vers la gauche sur l’image où l’accélération de la roche est petite) et non l’inverse (l’accélération de la fusée sur l’image vers la droite est plus grande)?

La confusion dans la seconde dépend de la première question et de votre croquis,
entrez la description de l'image ici

vos culottes sont tordues! , si vous voulez appliquer la loi de Newton, la fusée doit pousser la fusée avec son jet:

entrez la description de l'image ici

de cette façon, l’élan de la roche (R) peut être égal à l’élan de la fusée (r):

mrvr=mRvR

et, comme la masse du Rocher est plus grande, son accélération sera plus petite

 

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