滑輪兩側(cè)繩子拉力為什么不等
拉開房門時,你必須把門把手朝自己的身體拉過來。在做這個動作時,你手臂上的肌肉會收縮,以便使兩端靠近,與此同時,門與你的身體會彼此靠近。你會很明顯地感覺到在自己的身體和門之間有兩種力發(fā)揮了作用,一種力施加于門,一種力施加于你的身體。當(dāng)然,也可能門是向外推的,這也沒有什么區(qū)別,力的作用是將門與你的身體分離開。
我們討論的有關(guān)肌肉力量的情況對所有的力都適用,無論這些力本質(zhì)如何。任何一個力都作用于兩個相反的方向,更形象的說法是,每個力都有兩個端點,一端施加于受力物體上,另一端施加于施力物體上。力學(xué)中對這一內(nèi)容有簡短到甚至影響理解的描述:作用力等于反作用力。
圖5 請找出力P、Q、R的反作用力
這個定律認為自然界中所有的力都是成雙成對的,無論任何時候,只要有力的作用出現(xiàn),你就能在與之相反的方向找到一個與之相等的力。這兩個力作用于兩點之間,使它們互相接近或彼此分開。
圖5中有一個氫氣球,有三個力作用于它下面的墜子上,這三個力分別是P、Q和R。其中P為氣球的牽引力,Q為繩子的牽引力,R為墜子的重力。表面上理解起來,這似乎是三個單獨的力,但事實上它們都有一個相等的但是方向相反的力。
圖6 圖5的答案
圖6所示的是圖5中三個力的反作用力。力P1是力P的反作用力,它作用于繩子并通過這段繩子傳到氣球上;力Q1是力Q的反作用力,它作用在手上;力R1是力R的反作用力,它作用于地球,原因是墜子在受到地球引力的同時也吸引著地球。
還有一點需要引起我們的注意。假如在繩子的兩端分別施加1千克(1千克≈10牛頓)的力,并向兩端反向拉這根繩子,那么繩子的拉力是多少呢?這個問題就像問你面值為1元錢的郵票的價格一樣,答案就在問題里。是的,繩子受到的拉力是1千克?!皟蓚€1千克的力分別在繩子的兩端向兩邊拉”和“繩子受到的拉力是1千克”是兩個完全相同的概念。但是為什么呢?理由在于除了由兩個相反方向的作用力組成的1千克拉力之外,沒有其他的1千克拉力作用于繩子。你必須牢記這一點,否則就會犯很多無知的錯誤。下面我們來看幾個這種類型的例子。
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