▷ 뉴턴의 제3법칙(작용과 반작용의 원리)

이 글에서는 작용과 반작용의 원리라고도 알려진 뉴턴의 제3법칙이 무엇인지, 그리고 그것이 말하는 내용에 대해 설명합니다. 뉴턴의 제3법칙과 그 수학 공식의 예를 볼 수 있습니다. 또한 뉴턴의 제3법칙을 단계별로 풀어서 연습할 수 있습니다.

뉴턴의 제3법칙은 무엇인가?

물리학에서 작용과 반작용의 원리라고도 불리는 뉴턴의 제3법칙은 다음과 같습니다.

물체가 다른 물체에 힘을 가하면 크기와 방향은 같지만 첫 번째 물체에는 반대 방향의 힘이 가해집니다.

즉, 몸체 A가 몸체 B에 오른쪽으로 10N의 수평력을 가하면 몸체 B는 몸체 A의 왼쪽으로 10N의 수평력을 가하게 됩니다.

따라서 두 몸체 또는 시스템 사이의 힘은 항상 동일하지만 반대 방향입니다.

논리적으로 작용과 반작용의 원리는 이 법칙을 최초로 공식화한 물리학자 아이작 뉴턴을 기리기 위해 뉴턴의 제3법칙이라고 불립니다. 뉴턴의 법칙은 총 3가지가 있습니다.

각 뉴턴의 법칙이 무엇인지 저희 웹사이트 ingenierizado.com에서 확인하실 수 있습니다.

뉴턴의 제3법칙(또는 작용과 반작용의 원리)은 한 물체가 다른 물체에 힘을 가하면 첫 번째 물체는 두 번째 물체로부터 동일한 크기이지만 반대 방향으로 가해지는 힘을 받는다고 말합니다. 따라서 뉴턴의 제3법칙은 다음 공식으로 표현될 수 있습니다 .

금

$F_{12}$

는 몸체 1이 몸체 2를 향해 가하는 힘입니다. 그리고

$F_{12}$

물체 2가 물체 1에 가하는 힘입니다.

따라서 뉴턴의 제3법칙 방정식이 충족되려면 두 힘의 계수는 동일해야 하지만 그 부호는 반대여야 합니다. 즉, 힘이 반대여야 합니다.

생성된 첫 번째 힘을 작용력 이라고도 합니다. 마찬가지로, 가해진 첫 번째 힘에 대한 반작용으로 인해 발생하는 힘을 반력 이라고 합니다.

이제 뉴턴 제3법칙의 정의를 알았으니, 개념을 완전히 이해하기 위해 몇 가지 실제 사례를 살펴보겠습니다.

뉴턴의 제3법칙의 대표적인 예는 사람이 벽에 힘을 가하는 것입니다. 벽에 힘을 가하면 사람에게도 같은 크기의 또 다른 힘이 가해집니다. 따라서 사람은 벽을 움직일 수 없지만 벽이 자신에게 가하는 반력으로 인해 자신이 뒤로 밀려나는 것을 알게 됩니다.
작용과 반작용의 원리를 보여주는 또 다른 예는 수직력입니다. 지구는 우리를 행성의 중심쪽으로 밀어내는 중력을 발휘합니다. 수직력은 땅이 사람에게 가하고 이 힘에 대항하는 반력이기 때문입니다. 그래서 수직력 덕분에 우리는 지구 표면에 머물 수 있습니다.
마지막으로, 우리가 점프할 때 우리는 실제로 지면에 힘을 가하고 있으며, 그러면 지면이 반응하여 우리에게 같은 크기의 힘을 가하여 우리를 위쪽으로 밀어냅니다. 따라서 우리가 땅에 더 많은 힘을 가할수록 땅이 우리에게 더 많은 힘을 가할수록 우리는 더 많이 점프하게 됩니다.

뉴턴의 제3법칙은 두 힘이 서로 반대하여 서로 상쇄된다는 의미는 아닙니다. 오히려 작용력은 한 몸체에 작용하고 반력은 다른 몸체에 작용합니다.

또한 작용력과 반력은 크기가 같지만 서로 다른 물체에 작용하므로 동일한 효과를 갖지 않습니다. 위에서 설명한 첫 번째 예에 따르면 사람이 벽에 힘을 가하면 벽이 움직이지 않지만 벽이 사람에게 가하는 반력이 벽을 움직입니다.