Por que a terceira lei de Newton realmente funciona?

user164594 08/14/2017. 10 answers, 18.239 views
newtonian-mechanics forces conservation-laws

Meu pai me explicou como os foguetes funcionam e ele me disse que a Terceira Lei do movimento de Newton funcionou aqui. Perguntei-lhe por que isso funciona e ele não respondeu. Perdi mais de uma semana pensando sobre esse problema, agora estou desistindo. Alguém pode explicar o porquê da Terceira Lei de Newton?

Para referência, a terceira lei de Newton:

Para cada ação, sempre se opõe a uma reação igual: ou as ações mútuas de dois corpos sobre si são sempre iguais e direcionadas a partes contrárias.

4 Comments
David Z♦ 07/31/2017
Uma vez que houve uma série de comentários que não visavam melhorar a postagem, e mesmo aqueles que não seriam realistas, resultariam em melhorias importantes porque o OP já não está presente, movi os comentários para conversar, então nós temos um Registro deles.
Mauro ALLEGRANZA 08/01/2017
Você pode ler a discussão original de Newton sobre a Lei 3 . Mas você também pode considerar o uso explícito da lei feita por Newton: temos poucas ocorrências disso: Coroll.3 : conservação de quantity of motion , Coroll.6 a Coroll.6 : colisão de corpos duros e Coroll.2 para Prop.76 : atração mútua. Assim, muito poucas, mas muito cruciais, ocorrências da Lei.
Jack R. Woods 08/07/2017
Se a sua pergunta é "Por que a terceira lei de Newton explica como funcionam os foguetes?" Em vez de "Por que a terceira lei de Newton funciona?" Então "conservação do impulso" funciona como mencionado abaixo. O "sistema" começa com foguete e combustível estacionário (no quadro de referência). Assim, para fazer o foguete entrar em uma direção, você tem que "atirar" a massa na outra direção. (Esta é a terceira lei de Newton.) Momentum é definido como massa vezes velocidade (mv), então a massa do foguete vezes sua velocidade na direção "para cima" tem que igualar a massa do combustível vezes a velocidade do combustível no Direção abaixo.
Jack R. Woods 08/07/2017
A explicação acima é áspera, é claro, uma vez que o combustível também está "empurrando" mais combustível na direção "para cima" até que ele seja usado. Além disso, o combustível expelido tem um componente de velocidade perpendicular à direção do foguete, bem como "direto para baixo". No geral, no entanto, essa é a idéia e você realmente não precisa usar a relatividade geral e a mecânica quântica, já que as leis de Newton eram boas o suficiente para nos levar à lua.

10 Answers


Cort Ammon 07/28/2017.

Why do you want to know?

Não estou brincando. Essa é realmente uma questão importante. A resposta realmente depende do que você pretende fazer com a informação que você fornece.

As leis de Newton são um modelo empírico. Newton executou um monte de estudos sobre como as coisas se moviam, e encontraram um pequeno conjunto de regras que poderiam ser usadas para prever o que aconteceria com uma bola de beisebol voando pelo ar. As leis "funcionam" porque são eficazes na previsão do universo.

Quando a ciência justifica uma declaração como "o foguete vai subir", faz isso usando coisas que assumimos são verdadeiras. As leis de Newton têm um tremendo histórico trabalhando para outros objetos, por isso é altamente provável que eles também trabalhem para esse foguete.

Na verdade, as leis de Newton aren't leis fundamentais do universo. Quando você aprende sobre a Relatividade e a Mecânica Quântica (QM), você achará que quando você empurra a natureza para os extremos, as leis de Newton não estão quite . No entanto, são uma aproximação extraordinariamente boa do que realmente acontece. Tão bom que muitas vezes nem nos tomamos o tempo para justificar o uso deles, a menos que possamos entrar em ambientes realmente estranhos (como o mundo subatômico onde QM domina).

A ciência é sempre construída sobre os pressupostos que fazemos, e sempre está ocupado desafiando esses pressupostos. Se você tivesse o fundo matemático, eu poderia demonstrar como a Terceira Lei de Newton pode ser explicada como uma aproximação de QM à medida que o tamanho do objeto fica grande. No entanto, no final, você acabaria com uma pilha de matemática e uma pergunta ardente: "por que os QMs funcionam". Tudo o que você faz é substituir uma pergunta por outra.

Então onde é que isso deixa você? Depende do que você realmente quer saber em primeiro lugar. Uma abordagem seria simplesmente aceitar que cientistas dizem que a Terceira Lei de Newton funciona, porque ela foi testada. Outra abordagem seria aprender um monte de matemática extra para saber por que isso funciona de uma perspectiva QM. Isso só chuta a lata pela estrada um pouco até que você possa realmente abordar questões sobre QM.

A terceira opção seria testar você mesmo. A ciência é construída sobre cientistas que não tomaram a palavra do estabelecimento ao valor nominal, saíram e provaram para si mesmos, certo ou errado. Crie sua própria experiência que mostre a Lei de Newton's Third Law. Então, vá lá e tente encontrar motivos para que ele não funcione. Teste-os. Na maioria das vezes, você verá que a lei se mantém perfeita. Quando não aguenta, volte aqui com seu experimento, e podemos ajudá-lo a aprender como explicar os resultados que você viu.

Isso é ciência. A ciência não é sobre uma sala de aula cheia de equações e trabalhos de casa. Trata-se de cientistas questionando tudo sobre seu mundo, e então testando sistematicamente usando o método científico!

1 comments
2 David Z♦ 07/30/2017
Eu exclui uma série de comentários que não contribuíram para o propósito de melhorar a resposta.

probably_someone 07/25/2017.

A Terceira Lei de Newton é uma conseqüência direta da conservação do impulso, o que essencialmente diz que, em um sistema isolado, sem força líquida, o ímpeto não muda. Isso significa que, se você mudar o impulso de um objeto, o impulso de outro objeto deve mudar na direção oposta para preservar o impulso total. As forças causam mudanças no impulso, então cada força deve ter uma força de reação oposta.

No seu exemplo de foguete, o foguete e o seu combustível escapando formam um sistema isolado. * O combustível escapando estava originalmente em repouso, e agora está se movendo muito rápido, então é óbvio que seu ímpeto mudou. Assim, o foguete, sendo o único outro objeto no sistema, também deve mudar seu impulso para contrariar o gás de rápido movimento. Assim, o foguete exerce força sobre o gás, o que gera uma força igual e oposta no foguete.

Mas agora você pode perguntar:

Why is momentum conserved?

A conservação do momento vem de uma idéia chamada Teorema de Noether, que afirma que as leis de conservação em geral são um resultado direto das simetrias dos sistemas físicos. Em particular, a conservação do momento vem da translation symmetry . Isso significa que o comportamento de um sistema não muda se você selecionar uma nova origem para suas coordenadas (colocar de maneira diferente, o comportamento do sistema depende apenas das posições de seus componentes em relação um ao outro). Esta simetria é encontrada em todos os sistemas isolados sem força líquida sobre eles porque é efetivamente uma simetria do espaço em si. A simetria de tradução de um sistema é uma conseqüência da homogeneity of space , o que significa que o espaço é "o mesmo em todos os lugares" - o comprimento de uma haste não muda se você colocá-lo em um lugar diferente.

Mas agora você pode perguntar:

Why is space homogeneous?

Na mecânica clássica, este é um dos pressupostos básicos que nos permite fazer qualquer outra coisa. Na realidade, de acordo com a Relatividade Geral, o espaço na verdade isn't homogêneo - curva na presença de objetos maciços. Mas, geralmente, é suficientemente próximo à homogeneidade de que a mecânica clássica funciona bem (a gravidade é bastante espectacularmente fraca, afinal), e a suposição de homogeneidade é válida.

* Isto é na ausência de gravidade. Se a gravidade estiver incluída, o sistema isolado inclui qualquer outra massa gravitante.

5 comments
24 user2357112 07/25/2017
Invocar o teorema de Noether também pode ser mágico aqui. A ligação entre a simetria de tradução e a conservação do momento é extremamente não óbvia, e mesmo se você aceitar que leis de conservação e simetrias físicas estão vinculadas, não está claro por que o momentum seria a coisa conservada como resultado da simetria de tradução. (Além disso, o questionador é ostensivamente 10.)
2 Cort Ammon 07/25/2017
E estendendo o ponto do usuário2357112, a próxima questão de "por que a mecânica Lagrangeira funciona" é um lugar bastante doloroso para ir. Dito isto, esta é a resposta que I escolheria pensar, eu não sei se eu gostaria de ter que explicar isso para 10 anos de idade!
12 probably_someone 07/25/2017
@ User2357112 Se você tem uma maneira não mágica de explicar por que o momento é conservado, ficaria feliz em ouvi-lo. O teorema de Noether é a única maneira de pensar relacionar as leis de conservação com as propriedades óbvias do espaço sem invocar a mecânica Lagrangeana diretamente (porque isso aumentaria minha resposta ao tamanho do livro). Na minha experiência, é mais fácil aceitar que algum matemático tenha trabalhado muito para provar esse resultado do que tentar contorná-lo, explicando mal a derivação.
8 jamesqf 07/26/2017
@probably_someone: Mas tudo se resume ao fato de que "porque" as questões são fundamentalmente inaplicáveis. É assim que o universo funciona.
24 probably_someone 07/26/2017
@jamesqf eu não concordo. Existem três respostas possíveis para uma questão de "porquê": 1. A coisa em questão surge de algum outro conceito mais fundamental; 2. O assunto em questão é um dos pressupostos que fazemos que nos permite prever corretamente o resto da realidade; 3. A coisa em questão foi observada experimentalmente como verdadeira. As questões de rotulagem como "irrelevantes" levam as pessoas a desconto das conclusões da física.

Dvij 07/26/2017.

Sobre Por Why é uma coisa válida para pedir em física?

Embora quase todas as respostas e comentários afirmem que não há espaço real para explicar why algo acontece ou se mantém na Física, é claro que não é verdade. Você pode explicar por que existe essa ou aquela lei na Física - e não apenas de forma trivial que diz, "porque encontramos que ela é obedecida em experimentos". Essa é a razão sociológica de por que escrevemos artigos sobre isso e por que o incluímos em nossos livros didáticos. Isso realmente não explica nada sobre a própria lei sobre o why isso funciona. Como Feynman explica lindamente neste vídeo (ou, como Weinberg explicou em muitos lugares neste fantástico livro ), o significado de why é um negócio um pouco complicado na Física por causa do seguinte: em última análise, como mencionado em outra resposta, vamos explicar Que uma certa lei funciona com base em alguma lei fundamental, que nós realmente não sabemos por que funciona. Isso levanta a questão de saber se realmente explicamos nada. A resposta, pelo menos para os cientistas, é obviamente, sim. Porque o que chamamos de leis fundamentais tem o poder de explicar todas as outras leis de forma mínima e, portanto, são a razão why todas as outras leis funcionam.

O que quero dizer pode ser visualizado de forma clara da seguinte maneira: suponha que você tenha $ 100 $ diferentes leis de trabalho para coisas diferentes. Então, um bom dia, você acha que existe uma única lei que não é apenas uma reescrita matematicamente inteligente dessas leis de US $ 100 em uma única linha, mas é uma lei única realmente diferente que reproduz todas essas leis de US $ 100 e também produz outra $ 200 $ leis (que você não sabia anteriormente, mas você encontrou que elas eram verdadeiras quando verificaram quando você conheceu que esta nova lei magical única prevê que elas sejam leis além das anteriormente mencionadas leis $ 100 $). Qualquer pessoa que fala logicamente chamaria a lei única recentemente encontrada para ser o motivo de todas essas leis $ 300 $. Nós temos o trabalho pendente de explicar esta nova lei (o que não sabemos é possível ou não), mas nós definitivamente explicamos a origem dessas leis $ 100 + 200 $ de uma maneira muito científica. Quando (e se), de alguma forma, explicamos a origem da nova lei, então explicaremos why esses $ 300 $ leis funcionam de maneira ainda melhor, mas isso não prova que nossa explicação anterior sobre o why dessas leis não foi uma Explicação em tudo.

Sobre a Questão da Terceira Lei de Newton

Vou dar uma explicação sobre por que funciona, o que pode ser explicado mais fundamentalmente com base no quadro mais fundamental da natureza que conhecemos hoje, o Modelo Padrão e a Relatividade Geral. Mas ficarei dentro do regime de explicações bastante clássicas sobre o motivo da terceira lei de Newton.

Em primeiro lugar, doesn't funciona o tempo todo! Eu acho que essa é talvez a característica mais ignorada e menos conhecida da quebra das leis newtonianas. Eu vou chegar a esse ponto mais tarde. Deixe-me primeiro explicar por que funciona quando funciona e será óbvio quando não deve funcionar.

Consideremos um sistema de partículas. Há algo chamado momentum neste universo que permanece conservado em todos os processos que acontecem (o link destina-se a esclarecer como pensar por que determinadas quantidades são definidas como elas foram definidas). E cada partícula tem um certo impulso bem definido. Agora, descobriu-se que o efeito de uma influência externa sobre uma partícula, que chamaremos de force , é o quão rápido o ímpeto de uma partícula muda (alguns leitores saberão que esta é a segunda lei, mas não para Confunda-a com uma definição e não com uma lei, veja a resposta vinculada). Agora, considere duas partículas interagindo de alguma forma. Uma vez que o impulso total precisa ser constante ao longo do tempo, uma partícula ganhará o impulso na mesma proporção que a segunda parte perca. Uma vez que a força é simplesmente essa taxa na qual uma partícula muda seu impulso, se a força em uma das partículas é igual a alguma quantidade, diga $ F $, então será $ -F $ na outra partícula porque as mudanças em Os momentos dessas partículas são exatamente o oposto em qualquer intervalo de tempo.

Agora, a linha acima do raciocínio irá quebrar se tivermos algo além de partículas que possam ter impulso. Pode ser difícil para o OP visualizar (mas não há outro caminho), há algo chamado campos eletromagnéticos que não são feitos de partículas (pelo menos, classicamente). São apenas algumas coisas que existem no universo além das partículas. E descobrimos que esses campos também podem ter impulso. Assim, durante uma interação com partículas, eles podem levar alguns dos momentos (em algum sentido) que essas partículas tinham. A terceira lei de Newton simplesmente não tem motivo para ser válida neste caso e, de fato, não é válida genéricamente nas interações desses campos com partículas .

Edit

Note-se que o fato de que sabemos por que certas leis funcionam é um fato bem compreendido pelos físicos. (Em algum sentido, conseqüentemente). Sabemos quando um certo raciocínio ou lei realmente não explica why a outra lei funciona mesmo se a lei anterior reproduzir o posterior. Os principais exemplos seriam os casos em que mesmo o posterior reproduz o primeiro e os dois são equivalentes (ou duplos). Note-se que, na Mecânica puramente newtoniana, não se poderia ter identificado a lei de conservação do impulso como uma lei mais profunda devido à ausência de ambos os "teoremas de Noether" e "a descoberta de que os campos carregam impulso". Em tal cenário, dada a segunda lei de Newton, tanto a conservação do impulso como a terceira lei de Newton são realmente duais entre si e nenhum deles explica o motivo de uma delas . Isso torna ainda mais claro que há algum significado objetivo e definitivo quando dizemos que algo explica por que algo mais é válido.


Jorge Perez 07/31/2017.

A terceira lei de Newton funciona porque o universo tenta ser justo. Se você empurrar contra algo, não faz sentido, não é para ele empurrar para trás contra você. Sua mão empurra a mesa, e a mesa empurra-se tão duramente contra sua mão. Se não empurrasse para trás, sua mão iria diretamente através da mesa. O mundo literalmente desmoronaria sem essa lei.

As coisas se seguem. Um nadador passa pela água; Você anda pelo ar o tempo todo. Mas em ambos os casos, as coisas estão literalmente saltando para você. As moléculas de ar saltam do seu corpo enquanto se movem, e as moléculas de água saltam do seu corpo ao nadar. Tanto o ar como a água empurram contra você tão duro quanto você os empurra. É por isso que você sente resistência ao tentar caminhar contra o vento, ou por que é muito mais difícil correr em água quanto mais é.

5 comments
10 JimmyJames 07/27/2017
Eu acho que você está no caminho certo. Não tenho certeza sobre como usar o termo "justo". Tenho certeza de que o universo não dói um pouco sobre a equidade.
2 Jorge Perez 07/27/2017
Eu peguei a física, e eu sei como isso funciona, mas estou tentando explicá-lo para um filho de 10 anos.
2 JimmyJames 07/27/2017
Certo e de todas as respostas, acho que este é o melhor até agora. Estou apenas sugerindo que "justo" sugere intenção e poderia inibir a compreensão. É um filho de 10 anos, sim, mas um que faz uma pergunta bastante inteligente.
1 Vaibhav Garg 07/28/2017
Esta é a única resposta que fala com 10 anos de idade. Eu tenho um filho com 9 anos, e tenho uma noção bastante boa do quadro conceitual que as crianças envelhecem nesse momento em sua idade. Toda a "filosofia" e "impulso" responde apenas as águas lamacentas.
1 Dvij 07/31/2017
Outra coisa: "Se não empurrou para trás, sua mão iria direto através da mesa". Verdade. Mas isso não explica por que a terceira lei funciona, a menos que você assuma que as coisas não podem passar umas pelas outras é uma regra fundamental da natureza. Mas, como você pode ver, além de estar longe de uma regra fundamental, não é mesmo genericamente verdade. As coisas se passam o tempo todo. Já tentou andar por uma sala cheia de ar? ;-)

Mayou36 07/28/2017.

No !

Ninguém pode explicar why que why funciona. As pessoas podem simplesmente explicar how isso funciona. Mas essa é uma história completamente diferente. Eles podem usar princípios mais gerais (tente fazer esta pergunta em um curso avançado de GR, mecânica ou similar!), Mas essa resposta não contribuirá para o "porquê". Se você está interessado em matemática, você pode olhar para o teorema de Noether e simetrias para uma explicação teórica (que ainda não responde completamente o porquê).

Para o porquê: a terceira lei é simplesmente uma observação. A lei se mantém em any quadro não-relativista (permaneça não-relativista para manter as coisas mais simples, os princípios são os mesmos) situação. Ninguém ainda encontrou um contra-exemplo, e você não pode esperar também encontrar um. Mais geralmente, pode-se dizer que a terceira lei é uma formulação diferente de conservação momentânea.

Por que existem leis físicas? Por que existe um universo em vez de nada? Provavelmente, não há respostas para questões como estas.

O objetivo da física é descrever objetos ao nosso redor em seus termos mais simples e prever seu comportamento. Assim, a física é ótima para converter why perguntas sobre how perguntas. Portanto, perguntar o quanto how questões possíveis são excelentes!

Além disso, seja qual for a lei física que alguém venha, está sujeito a invalidação se for encontrada evidência contrária. Ninguém conseguiu encontrar evidências contrárias à terceira lei de Newton ainda - apesar de não ter qualquer ideia de por que isso funciona. E, portanto, é verdade.

Mas persista com seu questionamento e interesse, esse é o caminho certo para aprender ciência!

3 comments
1 Dan Henderson 07/27/2017
Com o risco de ser inteiramente tangencial: why uma questão de causa e efeito, que abre a porta (ou devo dizer, buraco de coelho?) A discussões sobre a simultaneidade relativa.
Dawood ibn Kareem 08/12/2017
Esta é uma ótima resposta, porque se concentra na natureza observacional das leis físicas. Imagine um universo onde as leis de Newton não ocupam (ou não se ocupem do nível das coisas macroscópicas do dia a dia). A questão de "como sabemos que temos this universo, não that (não-newtoniano)" tem apenas uma resposta - fizemos muitas observações. A questão de " why que temos this universo, não that (não-newtoniano)" está fora do âmbito da física. Talvez a filosofia tenha uma resposta, ou religião, mas não ciência. As leis de Newton são simplesmente uma descrição do universo que temos, não ...
Dawood ibn Kareem 08/12/2017
... uma síndrome que requer uma explicação.

Daniel Mahler 07/28/2017.

A física não pode, em última análise, responder a esse tipo de porquê questão, mas aqui há 2 maneiras de pensar sobre isso:

Uma maneira simples

O que significaria empurrar duramente para algo, se ele não empurrou para trás igualmente difícil? P. Ex., Quão difícil você pode empurrar o ar com a mão?

Um caminho mais difícil

A 3ª lei é matematicamente equivalente a (e assim requerida) a conservação do impulso. Isso naturalmente leva à questão. Why is momentum conserved? . Isso pode ser parcialmente respondido pelo teorema de Noether e pela simetria do espaço. Se você tem 10 anos de idade, então, entender os teoremas de Noether será um grande desafio, mas se você gosta de perguntas de "por que" eles são uma das coisas mais próximas que os físicos têm para responder. Neste caso, basicamente, diz que, porque as leis da física como expressas em termos de coordenadas cartesianas são as mesmas, não importa onde você coloca a origem (o sistema de coordenadas e sua origem é uma invenção artificial arbitrária) implica matematicamente que o impulso deve ser conservado. Seguindo a lógica do argumento justificando que requer a compreensão da formulação Lagrangeana da física.


Yashas 07/26/2017.

A terceira lei de Newton é uma reafirmação da conservação do impulso ou talvez uma conseqüência direta da lei de conservação do impulso.

Podemos entendê-lo matematicamente com bastante facilidade. A descrição matemática dada nesta publicação não é rigorosa, mas é suficiente para dar a intuição necessária para entender o relacionamento.


Newton's second law: definition of force

A segunda lei de Newton define a força como a taxa de mudança de impulso. Pode ser expressado matematicamente como:

$$ \ vec {F} = \ frac {d \ vec {p}} {dt} $$

Onde $ p $ é momentum e $ t $ é hora.

$$$$ Newton's terceira lei e conservação do impulso

Considere dois objetos isolados $ A $ e $ B $. Deixe o objeto $ A $ exercer uma força $ \ vec {F_ {AB}} $ no objeto $ B $.

Como $ \ vec {F_ {AB}} $ é a única força que atua no objeto $ B $, o momento do objeto muda da seguinte maneira:

$$ \ vec {F_ {AB}} = \ frac {d \ vec {p_B}} {dt} $$

À medida que o impulso é conservado, se o ímpeto do objeto $ B $ muda a uma taxa $ \ vec {F_ {AB}} $, o ímpeto de outra coisa deve mudar à taxa de $ - \ vec {F_ {AB}} $ .

O único outro objeto que pode perder impulso em nosso caso (de dois objetos isolados) é objeto $ A $. Portanto, o objeto $ A $ muda seu impulso à taxa de $ - \ vec {F_ {AB}} $.

Bem, podemos aplicar a segunda lei de Newton novamente. Se o ímpeto de um objeto estiver mudando à taxa de $ - \ vec {F_ {AB}} $, então uma força líquida de $ - \ vec {F_ {AB}} $ deve estar agindo sobre ele.

$$ \ vec {F_ {BA}} = - \ vec {F_ {AB}} $$

Em poucas palavras, esta é a terceira lei de Newton: para cada ação ($ \ vec {F_ {AB}} $), existe uma reação igual e oposta ($ - \ vec {F_ {AB}} $ ou $ \ vec { F_ {BA}} $).

5 comments
11 I wrestled a bear once. 07/26/2017
Dude tem dez anos ....
6 Yashas 07/27/2017
As respostas postadas no SE são para uma comunidade mais ampla. Não há nenhuma regra de que uma resposta deve limitar-se estritamente aos requisitos autor do OP. Além disso, eu expressei as afirmações matemáticas em frases.
2 Dan Henderson 07/27/2017
@Yashas, ​​eu queria que mais respostas fossem feitas com suas matemáticas. Eu vejo muitas respostas com mais Tex do que o texto e meus olhos apenas tipo de esmalte (eu não sei ler algumas das notações mais complexas, como as que usam Σ).
Yashas 07/28/2017
Mesmo que toda a parte de matemática dessa resposta fosse removida, ainda seria uma resposta. Não há matemática séria na resposta; A parte de matemática é complementar. As expressões matemáticas também não estão sozinhas; Toda explicação matemática foi explicada. Mesmo que os 10 anos de idade não entendam a notação, eles entenderão a idéia (pode também adivinhar o que os símbolos de matemática significam, dado que cada declaração matemática recebeu explicação suficiente).
1 Russell McMahon 07/31/2017
@Uma vez eu lutei com um urso. Devido tinha 10 anos de idade. Dizendo, então, sua conta foi excluída porque as regras dizem que ele deve ser mais antigo. As respostas devem ser dirigidas a reais ou nocionais> 10 anos de idade. Provavelmente.

Narasimham 07/25/2017.

Se duas static forces agem equilibrando-se, não há movimento resultante. Não há força resultante também.

No entanto, se uma força dinâmica atua em qualquer corpo, sua reação vem apenas pelo movimento (dinâmica) do objeto. Podemos dizer que é equivalente à força e outra imaginou a força estática D'Alembert na direção oposta. Essa é a diferença básica entre a força estática e dinâmica e as ações de deslocamento.

Outro exemplo é um corpo que cai. Há força as well as movimento resultante.

Com exceção da fonte de energia, um corpo livremente caindo (gravidade) e um foguete (combustível queimado expulso) funcionam dinamicamente da mesma maneira.


MCon 07/28/2017.

Vamos tomar uma abordagem muito diferente de outras respostas, que são, em geral, muito boas. Eu apenas esboço; Se alguém estiver interessado apenas coloque um comentário e vou tentar encontrar o tempo para elaborar (nota: eu não sou língua inglesa, então o idioma pode estar "um pouco fora", tenha paciência comigo).

  • Nossa Ciência é realmente um método que usamos para investigar nossos arredores.
  • Este método baseia-se em two disciplinas independentes, mas interligadas:
    1. Ciência Experimental.
    2. Ciência exata (muitas vezes chamada de "teórico").
  • Experimental tenta investigar a Natureza com experimentos, como um jogo onde você coloca perguntas específicas para descobrir o que é o objeto escondido.
  • Exact Science, OTOH, has nothing to do with the real world ; É uma construção matemática, começando com um conjunto de postulados e derivando propriedades através de teoremas (ou derivações matemáticas equivalentes).
  • Os dois correm em faixas paralelas e nunca interferem directly .
  • O que mantém esses dois "paralelos" e os impede de divergir (demais) é, na verdade, homens; Os cientistas costumam "mudar de trem" ou se comunicar com colegas viajando no "outro trem".
  • As pessoas experimentando tentam entender quais "postulados" poderiam explicar o comportamento observado.
  • As pessoas que fazem o trabalho teórico tentam "prever" o que aconteceria casos específicos (muitas vezes "estranhos") na estrutura escolhida e pedir aos experimentadores que verifiquem.
  • A divisão quase nunca é tão forte, mas é útil entender os antecedentes.
  • Newton "leis" não é nada mais e nada menos do que os postulates que ele usou para construir sua Ciência Exata: Física Clássica. Eles têm exatamente o mesmo papel dos "Cinco Postulados" de Euclides: eles são a base para construir uma construção completamente abstrata.
  • Euclid Geometry fez um trabalho maravilhoso para nos permitir entender e manipular o nosso entorno, mas não são os únicos que podem ser usados ​​(veja: bourbakism ) e outras geometrias não-euclidianas são possíveis (e provavelmente uma melhor representação de nossa realidade).
  • O mesmo pode ser dito para a Física Clássica, que é "bom o suficiente" para calcular trajetórias para a Lua e além, mas foi "substituído" por teorias mais modernas (por exemplo, Mecânica Relativista e Mecânica Quântica).
  • Quando algo assim acontece, é muito raro que a "Teoria Velha" seja completamente desacreditada, o que normalmente acontece é que se torna um "caso especial" da nova, mais geral, Teoria; O conjunto anterior de postulates é, portanto, "derivado" e "explicado" em termos dos novos para que não se parecem mais com os postulados, eles são "demonstrados" em vez disso; "Demonstração", no entanto, reside em mais um conjunto de afirmações não demonstráveis.
  • Em última análise, o motivo pelo qual determinado conjunto de postulados é escolhido é porque nossas experiências apontam nessa direção; Para a terceira lei de Newton, é fácil ver o que acontece se você jogar uma bola de beisebol enquanto estiver de pé em patins (e não conseguir cair). Derivar outros postulados é um assunto mais complexo e prossegue essencialmente por tentativa e erro (ou seja: você sabe que uma certa quantidade de "fatos" é verdadeira e ajuste seus pressupostos para obter esses resultados). Por essa razão, é crucial "prever" alguns fatos "não óbvios e não observados" para validar sua teoria (isto é: voltar ao comboio Experimental Science).
5 comments
1 MCon 07/28/2017
Posso saber os motivos do downvoting, por favor?
chuxley 08/08/2017
Provavelmente a idade do cartaz. É uma resposta longa que iria sobre uma cabeça de cartazes mais jovens. O cartaz tem 10 anos de idade. Em qualquer caso, eu discordo da ciência teórica "exata". De qualquer forma; Esta resposta inteira pode realmente ser reduzida para apontar a diferença entre leis empíricas e modelos científicos / "teoria".
MCon 08/08/2017
@chuxley: obrigado. Eu estaria interessado em porque você "discorda", mas eu suponho que este não é o lugar para discutir isso. Existe alguma maneira de fazê-lo "em privado"? (Se você também está interessado, é claro)
chuxley 08/08/2017
Certo. Existe uma maneira de enviar mensagens privadas aqui? Se houver; Apenas envie-me um e podemos discutir isso. Caso contrário, vou enviar meu e-mail aqui.
MCon 08/08/2017
@chuxley: AFAIK não há PM na troca de pilha. Existem várias salas de bate-papo (a física é chat.stackexchange.com/rooms/71/the-h-bar ), mas você precisa estar no mesmo fusível (e estou prestes a bater no saco, amanhã eu serei em um avião). Meu endereço descartável é: ziobyte no gmail dot com ... mas nos próximos dias ficarei muito ocupado. Obrigado.

PStag 07/25/2017.

Se você imaginar empurrando uma mola entre dois dedos, a mola pressiona em cada dedo a mesma quantidade. Da mesma forma com seu braço, se você pressionar contra algo, você simplesmente está alisando seu braço, seu braço o afasta do mesmo que o objeto.

O mesmo é verdade para um foguete, quando o combustível explode, empurra para fora em todas as direções. A explosão está empurrando o foguete tanto quanto empurra a terra para baixo.

2 comments
5 Beanluc 07/25/2017
Não, não a Terra. A massa de escape.
4 Michael Kjörling 07/26/2017
O combustível de foguete normalmente não explode. Uma explosão no combustível de um foguete sempre leva sempre ao que às vezes é referido como RUD, que neste caso é uma taquigrafia para rapid unplanned disassembly . O combustível de foguete combusts em uma reação controlada (o artigo de Wikipedia sobre a combustão também possui um 2H2 + O2-> 2H2O do foguete LH2 / LOX, embora seja como um exemplo). E, claro, a finalidade total do bico é direcionar a força dos gases em expansão, fazendo com que o motor (e, assim, o foguete ligado), se movam na direção desejada.

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