3. Dynamika
W tym rozdziale poznamy prawa ruchu, czyli zasady pozwalające powiązać własności ruchu z przyczynami, które go wywołują. Przedyskutujemy przykłady pokazujące równoważność stanu spoczynku i ruchu jednostajnego prostoliniowego, wprowadzimy pojęcie układu inercjalnego i poznamy przypadki układów nieinercjalnych. Omówimy relacje pomiędzy siłą i przyspieszeniem i wprowadzimy pojęcie masy bezwładnej. Zobaczymy, że zapoczątkowana przez Galileusza i Newtona mechanika klasyczna potrafi opisać w postaci prostych praw niezwykłą złożoność ruchów, wśród których żyjemy.
2. Zasady dynamiki
2.6. Trzecia zasada dynamiki
Wróćmy do naszego przykładu z wazonem. Kiedy stoi on na szafie, działają na niego wzajemnie równoważące się siły: siła przyciągania ziemskiego skierowana w dół i skierowana w górę siła reakcji podłoża jakim jest ścianka szafy. Siły te muszą znosić się wzajemnie, w przeciwnym bowiem przypadku wazon zacząłby się poruszać zgodnie z drugą zasadą dynamiki.
Rysunek 3.2.1. Wzajemne oddziaływanie dwóch ciał na siebie.
{Do ciała A zaczepiony jest wektor siły F_A_B. Do ciała B zaczepiony jest wektor siły F_B_A. Strzałki przedstawiające wektory sił mają ten sam kierunek i długość, ale przeciwne zwroty}
Ta relacja pomiędzy oddziałującymi na siebie ciałami stanowi treść trzeciej zasady dynamiki.
Kiedy ciało \( A \) działa na ciało \( B \) daną siłą \( \vec{F_{BA}} \), to ciało \( B \) działa na ciało \( A \) taką sama siłą, lecz przeciwnie skierowaną, \( {-\vec{F}}_{AB} \). Możemy to zapisać w postaci
{>Wektor siły F_B_A jest równy minus wektor siły F_A_B}
Wzór ten oznacza, że siły akcji i reakcji mają ten sam kierunek, równe wartości i przeciwne zwroty. Jeśli nazwiemy siłę pochodzącą od jednego ciała - siłą akcji, a pochodzącą od drugiego - siłą reakcji, to trzecią zasadę dynamiki możemy sformułować inaczej:
Siły akcji i reakcji zawsze występują parami, ale są przyłożone do różnych ciał. Gdyby były przyłożone do jednego ciała, to znosiłyby się wzajemnie i nie byłoby ruchów zmiennych.