Newtons drittes Gesetz für einen Block auf einem Tisch [Duplikat]

Unter Wasser befindet sich eine Person, die gegen die Beckenwand drückt und so in die entgegengesetzte Richtung beschleunigt. Dies liegt am dritten Gesetz.

Das ist falsch. Das liegt am zweiten Newtonschen Gesetz, nicht am dritten. Der dritte Hauptsatz besagt nur, dass die Kraft, die die Person auf die Wand ausübt, gleich und entgegengesetzt der Kraft ist, die die Wand auf die Person ausübt. Ob die Person oder die Beckenwand einzeln beschleunigt oder nicht, hängt davon ab, ob eine Nettokraft auf die Person und die Wand gemäß dem zweiten Newtonschen Gesetz für beide einwirkt oder nicht.

Wenn die Person eine Kraft auf die Wand ausübt, drückt die Wand sie zurück.

Das ist richtig und liegt an Newtons drittem Gesetz.

In der FBD der Person gibt es nur eine Kraft, die von der Wand weg wirkt, was die normale Reaktion von der Wand ist. Daher bewegt sich die Person in die andere Richtung.

In der FBD der Person wirken zwei horizontale Kräfte. Die von der Wand auf die Person ausgeübte Kraft, die gemäß dem dritten Newtonschen Gesetz gleich und entgegengesetzt der Kraft ist, die die Person auf die Wand ausübt, und die Kraft des Wasserwiderstands, die in die entgegengesetzte Richtung wirkt. Die Person beschleunigt rückwärts, weil die Reaktionskraft der Wand größer ist als die Wasserwiderstandskraft, für eine Nettokraft auf die Person.

Währenddessen wird die Beckenwand nicht beschleunigt, da die Kraft, die die Person auf die Wand ausübt, gleich und entgegengesetzt zu der Kraft ist, die die Struktur, die die Wand trägt, auf die Wand ausübt, für eine Nettokraft von Null auf die Wand.

Ich bin verwirrt, warum gilt das nicht für einen Block, der auf einem Tisch liegt?

Die Newtonschen Gesetze gelten weiterhin, aber in diesem Fall ist die Nettokraft sowohl auf dem Block als auch auf dem Tisch Null und beschleunigt daher nicht.

Für den Block ist die nach unten gerichtete Schwerkraft auf den Block gleich der nach oben gerichteten Reaktionskraft des Tisches auf dem Block für eine Nettokraft von Null.

Für den Tisch entspricht die Summe der nach unten gerichteten Kraft des Blocks auf dem Tisch plus der nach unten gerichteten Schwerkraft auf den Tisch selbst der nach oben gerichteten Reaktionskraft des Bodens für eine Nettokraft von Null auf dem Tisch.

Ich glaube, Ihre Verwirrung liegt darin, dass Sie die Auswirkungen von Newtons 3. und 2. Gesetz nicht separat berücksichtigen. Newtons 3. Gesetz besagt nur, dass Kräfte paarweise auftreten. Dieses Gesetz sagt Ihnen nicht, ob die Objekte, die gleiche und entgegengesetzte Kräfte aufeinander ausüben, beschleunigen werden. Dazu benötigen Sie für jedes einzelne Objekt eine FBD und untersuchen alle auf jeden wirkenden Kräfte, nicht nur die Reaktionskraft des anderen Objekts. Dann wenden Sie das 2. Newtonsche Gesetz an$F_{net}=ma$zu jedem Objekt einzeln.

Hoffe das hilft.

Ich glaube, wenn Sie für jeden Fall das Freikörperdiagramm zeichnen, ist alles klar. Ich habe es für dich getan. Wenn da ein ... ist$\bf net\, force$dann wird es eine Beschleunigung geben. Beachten Sie, dass sich die vertikalen Kräfte in beiden Fällen gegenseitig aufheben. Aber es gibt eine horizontale Kraft für den Mann im Wasser, die nicht aufgehoben wird, daher ist die Nettokraft nicht Null und daher wird er beschleunigen.

Warum also lässt die normale Reaktion des Tisches das Buch nicht davonfliegen? Warum ist die normale Reaktion des Tisches gleich der nach unten gerichteten Schwerkraft, dh dem Gewicht?

Die Kraft vom Tisch auf das Buch ist eine Reaktionskraft als Reaktion auf die Kraft, die es von dem Buch erfährt, das eine Kraft von der Schwerkraft erfährt. Diese Kraft kann nicht größer sein, da der Tisch nicht in der Lage ist, eine Nicht-Reaktionskraft zu erzeugen. Wenn diese Kraft geringer ist, wird das Buch entweder durch den Tisch gehen oder es auf irgendeine Weise biegen. Wenn der Tisch stabil ist, wird er die vom Buch erfahrene Kraft genau aufheben, und daher ist die Nettokraft Null und daher wird nichts beschleunigt.

$\bf Edit \,due \,to\, comment:$

Warum hat es einen Wert, der genau der Gravitationskraft entspricht?

Lassen Sie die Kraft aus dem Buch auf dem Tisch sein$F_b$und die Kraft vom Tisch zum Buch werden$F_t$. Jetzt haben wir aus Newtons drittem Gesetz$F_t=-F_b$wobei das Minuszeichen anzeigt, dass sie in entgegengesetzter Richtung sind.

Die Kraft passt sich anhand der Masse des Blocks an. Wie ist das möglich ?

Die elektromagnetische Kraft ist abstandsabhängig. Für zwei Punkte haben wir Gebühren$F=\frac{q_1q_2}{4\pi \epsilon r^2}$Wo$r$ist der Abstand zwischen ihnen. Beachten Sie das, wenn wir den Abstand verringern$r$die Kraft wird stärker, deshalb "passt" sie sich entsprechend an, wie "schwer" das Buch ist.

Wenn es stärker wäre, würde der Block eine Aufwärtsbeschleunigung haben und umgekehrt. Warum ist das nicht der Fall?

Die Reaktionskraft aus der Tabelle ist die Kontaktkraft. Selbst wenn die Aufwärtskraft stärker wäre (was nicht der Fall ist), würde sie aufhören zu wirken, sobald das Buch den Tisch verlässt, und würde daher aufgrund der Schwerkraft auf das Buch sofort nach unten beschleunigen.