Trả lời nhanh
Theo định luật 3 Newton, khi vật A tác dụng lên vật B một lực thì vật B cũng tác dụng lại vật A một lực. Hai lực này cùng giá, cùng độ lớn, ngược chiều và cùng bản chất (cùng là lực hấp dẫn, hoặc cùng là lực đàn hồi, cùng là lực ma sát…). Vì đặt lên hai vật khác nhau nên chúng không triệt tiêu nhau.
Nội dung định luật 3 Newton
Định luật 3 Newton có thể phát biểu như sau: Khi vật A tác dụng lên vật B một lực, thì vật B cũng tác dụng trở lại vật A một lực. Hai lực này có cùng giá, cùng độ lớn nhưng ngược chiều.
Viết bằng kí hiệu vectơ: FAB = −FBA. Một trong hai lực gọi là «lực», lực còn lại gọi là «phản lực». Việc gọi lực nào là lực, lực nào là phản lực chỉ là quy ước, vì hai lực hoàn toàn bình đẳng với nhau.
Các đặc điểm của cặp lực và phản lực
- Xuất hiện và mất đi đồng thời. Không có lực mà không có phản lực. Khi tương tác kết thúc, cả hai cùng biến mất.
- Cùng giá, cùng độ lớn, ngược chiều. Hai vectơ lực ngược hướng nhau trên cùng một đường thẳng.
- Cùng bản chất. Cả hai lực thuộc cùng một loại lực: nếu lực là hấp dẫn thì phản lực cũng là hấp dẫn; nếu lực là ma sát thì phản lực cũng là ma sát.
- Đặt lên hai vật khác nhau. Đây là điểm mấu chốt khiến hai lực không thể cân bằng với nhau.
Vì sao lực và phản lực không triệt tiêu?
Hai lực cân bằng chỉ triệt tiêu khi chúng cùng tác dụng lên một vật. Lực và phản lực tác dụng lên hai vật khác nhau, mỗi lực chỉ ảnh hưởng đến chuyển động của vật mà nó đặt vào. Ta không thể cộng hai lực này để tìm hợp lực lên một vật.
Hai lực có độ lớn bằng nhau nhưng gia tốc của hai vật thường khác nhau, vì a = F/m. Xe tải va chạm với xe máy: lực mà xe tải tác dụng lên xe máy và lực xe máy tác dụng lên xe tải bằng nhau về độ lớn, nhưng xe máy khối lượng nhỏ nên thay đổi vận tốc nhiều hơn rất nhiều.
Ví dụ về cặp lực – phản lực
| Tình huống | Lực | Phản lực | Bản chất |
|---|---|---|---|
| Quả táo rơi | Trái Đất hút táo | Táo hút Trái Đất | Lực hấp dẫn |
| Quyển sách đặt trên bàn | Bàn đẩy sách lên | Sách ép xuống bàn | Lực đàn hồi (tiếp xúc) |
| Người đi bộ | Chân đẩy mặt đường ra sau | Mặt đường đẩy người ra trước | Lực ma sát nghỉ |
| Hai nam châm | Nam châm 1 hút nam châm 2 | Nam châm 2 hút nam châm 1 | Lực từ |
Tên lửa bay lên là nhờ phản lực: động cơ đẩy khí cháy ra phía sau, khí đẩy lại tên lửa về phía trước. Tương tự, khi bơi ta đẩy nước ra sau thì nước đẩy ta tiến lên.
Phân biệt cặp lực – phản lực với cặp lực cân bằng
| Tiêu chí | Lực và phản lực | Hai lực cân bằng |
|---|---|---|
| Vật chịu tác dụng | Hai vật khác nhau | Cùng một vật |
| Bản chất | Luôn cùng bản chất | Có thể khác bản chất |
| Triệt tiêu nhau | Không | Có, hợp lực bằng 0 |
| Sự tồn tại | Xuất hiện, mất đi đồng thời | Có thể tồn tại độc lập |
Ví dụ kinh điển: quyển sách nằm yên trên bàn chịu trọng lực P (do Trái Đất hút) và phản lực pháp tuyến N (do bàn đỡ). Hai lực này cân bằng nhau nhưng không phải cặp lực – phản lực, vì cùng đặt lên sách và khác bản chất (hấp dẫn và đàn hồi). Phản lực của P là lực mà sách hút Trái Đất, còn phản lực của N là lực sách ép xuống bàn.
Lỗi sai thường gặp
- Cho rằng lực và phản lực cân bằng nên vật không bao giờ chuyển động. Thực tế vật vẫn chuyển động vì các lực đó không cùng đặt lên một vật.
- Coi trọng lực và phản lực pháp tuyến là cặp lực – phản lực.
- Cho rằng lực lớn hơn tác dụng trước, phản lực sinh sau. Thực ra hai lực xuất hiện cùng lúc.
- Cho rằng vật nặng tác dụng lực lớn hơn lên vật nhẹ khi va chạm. Hai lực luôn bằng nhau về độ lớn.
Luyện tập
- Câu 1. Một người đứng yên trên sàn. Cặp lực – phản lực của trọng lực tác dụng lên người là gì? Đáp án: Lực hút của người lên Trái Đất.
- Câu 2. Ngựa kéo xe bằng một lực, xe kéo ngựa một lực bằng độ lớn nhưng ngược chiều. Vậy tại sao xe vẫn chuyển động? Đáp án: Hai lực đặt lên hai vật khác nhau. Xe chuyển động khi lực kéo của ngựa lớn hơn lực ma sát tác dụng lên xe; ngựa tiến lên nhờ lực ma sát nghỉ của mặt đường tác dụng vào chân ngựa.
- Câu 3. Hai bạn đứng trên xe trượt, bạn A đẩy bạn B một lực 30 N. Bạn B tác dụng lên bạn A một lực bao nhiêu? Đáp án: 30 N, ngược chiều lực đẩy của A, vì độ lớn lực và phản lực luôn bằng nhau.
Tóm tắt
Lực và phản lực xuất hiện đồng thời, cùng giá, cùng độ lớn, ngược chiều, cùng bản chất và đặt lên hai vật khác nhau nên không cân bằng. Muốn kiểm tra nhanh, hãy hỏi: hai lực này đặt lên mấy vật? Nếu hai vật thì đó là cặp lực – phản lực.
Câu hỏi thường gặp
Lực và phản lực có cùng bản chất không?
Có. Hai lực luôn cùng loại: cùng là lực hấp dẫn, cùng là lực đàn hồi, cùng là lực ma sát hoặc cùng là lực từ.
Vì sao lực và phản lực không cân bằng nhau?
Vì chúng đặt lên hai vật khác nhau, trong khi hai lực cân bằng phải cùng tác dụng lên một vật.
Trọng lực và phản lực pháp tuyến có phải cặp lực – phản lực không?
Không. Hai lực này cùng đặt lên một vật và khác bản chất, chúng là cặp lực cân bằng khi vật đứng yên.
Lực và phản lực có độ lớn bằng nhau không?
Luôn bằng nhau, kể cả khi hai vật có khối lượng khác nhau.