Troisième loi du mouvement de Newton déclare qu'une paire de corps donnée, chaque action a une réaction égale et opposée. Troisième loi du mouvement de Newton est l’une des lois fondamentales de la physique et est très utile à divers égards. La troisième loi de Newton représente une symétrie spécifique dans la nature des forces et explique comment elles existent toujours par paires, et qu’un corps ne peut pas exercer une force sur un autre sans subir également une force.

C'est un de trois lois du mouvement donné par Sir Isaac Newton. La troisième loi du mouvement de Newton met en évidence un principe fondamental de symétrie dans la nature. Cela nous dit que les forces font toujours partie d'un échange mutuel : lorsqu'un corps exerce une force sur un autre, il subit inévitablement en retour une force égale et opposée. En termes plus simples, vous ne pouvez pas pousser ou tirer quelque chose sans que quelque chose ne vous pousse ou ne vous tire avec la même force mais dans la direction opposée.

Dans cet article, nous découvrirons La troisième loi du mouvement de Newton, sa définition, sa formule, sa dérivation et des exemples de troisième loi du mouvement.

Table des matières

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• Quelle est la troisième loi du mouvement de Newton
• Explication de la troisième loi du mouvement de Newton
• Formule de la troisième loi du mouvement de Newton
• Exemples de forces d'action-réaction
• Exemples de la troisième loi du mouvement de Newton
• Applications de la troisième loi du mouvement de Newton

Quelle est la troisième loi du mouvement de Newton

Troisième loi du mouvement de Newton déclare que lorsqu'un corps exerce une force sur un autre, le premier corps ressent une force équivalente dans la direction opposée à la force exercée. Selon la déclaration ci-dessus, chaque interaction implique une paire de forces exercées sur les objets en interaction. Les amplitudes des forces sont égales et la force exercée sur le premier élément est dirigée dans la direction opposée à celle exercée sur le deuxième élément. C'est l'un des trois principes fondamentaux lois du mouvement donné par Sir Isaac Newton qui guide le mouvement de tout objet dans la nature. On l’appelle aussi loi d’action et de réaction.

Comprenons plus clairement la troisième loi du mouvement de Newton à l’aide des exemples suivants :

• En nous déplaçant sur le sol, nous poussons le sol vers l'arrière par nos pieds. Le sol exerce également sur nos pieds une force vers l’avant d’égale ampleur dans la direction opposée qui nous fait avancer.
• Un livre allongé sur une table. Le livre exerce une force vers le bas en raison de son poids, mais il ne tombe pas, donc la force nette sur le livre est nulle. En effet, la table exerce une force égale et opposée sur le livre vers le haut.

Explication de la troisième loi du mouvement de Newton

Dans les deux exemples énumérés ci-dessus, nous pouvons voir que deux forces agissent sur chaque corps. Dans le premier exemple, le forcer La force exercée par nos pieds sur le sol est la force d'action et en réponse à cela, le sol exerce une force opposée égale sur nos pieds. Dans le deuxième exemple, la force exercée par le poids du livre est la force d’action et la force exercée par la table sur le livre est la force de réaction.

Force d'action et de réaction

Voyons maintenant deux termes appelés force d’action et force de réaction, qui sont utilisés dans la troisième loi du mouvement de Newton.

Force d'action : La force extérieure initiale exercée sur le corps est appelée force d’action.

Force de réaction: La force exercée par le corps pour répondre à la force active dans la direction opposée est appelée force de réaction.

À partir du cas ci-dessus, la troisième loi du mouvement de Newton peut également s’énoncer comme suit :

S'il y a une interaction entre deux corps (A et B), la force F_{UN B}(force appliquée par le corps B sur le corps A) est égale à la force F_PAS(force appliquée par le corps A sur le corps B) mais ils sont de direction opposée.

Note sur les forces d'action et de réaction

• Les forces d'action et de réaction sont exercées par des corps différents et non par le même corps.
• L'action et la réaction se produisent toujours simultanément et elles sont toujours en paire.

Différence entre la force d'action et la force de réaction

Les différences entre la force d'action et la force de réaction peuvent facilement être comprises par les exemples de paires action-réaction présentées ci-dessous dans le tableau.

Vérifiez également, Le droit de Action et réaction

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Formule de la troisième loi du mouvement de Newton

La troisième formule de la loi du mouvement de Newton ou expression mathématique est donnée comme suit :

Considérons deux objets A et B, et A exerce une force F_{UN B}sur 'B' alors B exercera également sur A une force similaire à celle de F_PASdans la direction opposée telle que

F _{UN B} = –F _PAS

OU

F _{UN B} +F _PAS = 0

Cela nous indique que la force totale exercée par le système comprenant à la fois A et B est nulle.

Exemples de forces d'action-réaction

La nature possède un large éventail de couples action-réaction. Voici quelques exemples répertoriés ci-dessous,

• Un exemple de paire action-réaction est le mouvement d’un poisson dans l’eau. Les nageoires d’un poisson sont utilisées pour pousser l’eau vers l’arrière. Cette poussée sert à propulser le poisson vers l'avant. L’ampleur de la force exercée sur l’eau est égale à l’ampleur de la force exercée sur le poisson ; l'ampleur de la force exercée sur l'eau (vers l'arrière) est opposée à l'ampleur de la force exercée sur le poisson (vers l'avant).
• Le vol de l’oiseau est un exemple de couple action-réaction. L’air est poussé vers le bas par les ailes de l’oiseau. L'oiseau est poussé plus haut par les airs.
• Un nageur pousse contre l’eau et l’eau le repousse.
• Les hélicoptères génèrent de la portance en forçant l’air vers le bas, ce qui entraîne une force de réaction vers le haut.
• Les grimpeurs utilisent leur corde verticale pour se propulser vers le haut.
• En marchant sur le sol, une personne exerce une force sur le sol vers l'arrière avec ses pieds (force d'action) et selon la troisième loi du mouvement de Newton, le sol exerce une force opposée et égale vers l'avant comme force de réaction. , et ainsi nous pouvons marcher sur le sol ou sur le sol.

Exemples de la troisième loi du mouvement de Newton

Il existe divers exemples de la troisième loi du mouvement de Newton dans notre vie quotidienne. Certains de ces exemples sont discutés comme suit :

Tirer une balle avec une arme à feu

Lorsqu'une balle est tirée par une arme à feu, l'arme applique une force F à la balle qui peut être considérée comme (force d'action) alors que simultanément la balle applique également la même force sur l'arme appelée le recul de l'arme qui peut être considérée comme la force de réaction.

Attraper une balle

Un joueur défensif qui attrape une balle subit une force sur sa main par la balle (force d'action) et la même quantité de force est également observée par la balle (force de réaction). L'image ci-dessous montre un joueur défensif attrapant une balle. Lorsque le joueur défensif attrape la balle, il subit la force de réaction.

Mouvement d'un bateau dans l'eau

La façon dont un bateau se déplace dans l’eau est la meilleure façon d’expliquer la troisième loi du mouvement de Newton. Si nous observons un batelier ramer sur le bateau, nous voyons que lorsque le batelier pousse l'eau vers l'arrière avec sa rame (force d'action), l'eau pousse le bateau vers l'avant (force de réaction) et de cette façon, un bateau se déplace dans l'eau.

Déclaration Validation de la troisième loi du mouvement de Newton

Toutes les lois du mouvement de Newton ne sont valables que dans les référentiels inertiels. Il est donc prudent de supposer que la troisième loi du mouvement de Newton n’est également valable que dans le référentiel inertiel. Le référentiel est une situation dans laquelle l'observateur observe l'environnement. Ainsi, un référentiel dans lequel soit le corps est au repos, soit se déplace avec une vitesse constante ou une accélération nulle en ligne droite est un référentiel inertiel.

Applications de la troisième loi du mouvement de Newton

La troisième loi du mouvement de Newton est l’une des lois les plus applicables dans notre vie quotidienne. Nous utilisons cette loi intuitivement sans même y penser. Si nous sommes déséquilibrés, notre corps essaie d’appliquer une force dans la direction opposée pour ne pas tomber au sol. D’autres applications de la troisième loi de Newton sont discutées en détail comme suit :

Fusées et poussée

La propulsion de fusée est un autre exemple d’utilisation de la troisième loi du mouvement de Newton. Selon cette théorie,

carte de hachage

Une fusée est lancée dans l'espace en utilisant la poussée ascendante créée en libérant les gaz chauds de son échappement. Ici, dans l'image ci-dessous, une fusée monte avec l'accélération « a » lorsque la force appliquée est « F », mais une quantité égale de force réactive est également subie par les gaz d'échappement de la fusée.

Le fonctionnement de la propulsion d’une fusée est le même que celui de la paire action-réaction de la troisième loi de Newton. Dans cette situation, la combustion du carburant et la libération de gaz chauds du moteur de la fusée constituent l’action et la poussée créée par celle-ci est la réaction qui envoie la fusée dans l’espace.

Natation

La natation est aussi un exemple de forces d’action et de réaction. Lorsqu’une personne nage et pousse l’eau vers l’arrière à l’aide de ses mains et de ses pieds, l’eau exerce une force égale sur la personne vers l’avant. L'action en natation, c'est la personne qui pousse l'eau, et la réaction, c'est l'eau qui pousse la personne.

Lisez également

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Exemples résolus sur la troisième loi du mouvement de Newton

Exemple 1 : Un homme pousse un mur avec une force de 100N vers le nord. Quelle force le mur exerce-t-il sur l’homme ?

Solution:

Donné,

Force d'action, F est de 100 N.

D’après la troisième loi du mouvement de Newton,

Force d'action = – Force de réaction

Donc la force de réaction = -100 N

Autrement dit, la force de réaction est égale à 100 N vers le sud .

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Exemple 2 : Une balle de cricket d'une masse de 500 g se déplaçant à 20 m/s est frappée par une batte de cricket pour la renvoyer sur sa trajectoire d'origine avec une vitesse de 10 m/s. Calculez le changement d'élan qui s'est produit dans le mouvement de la balle de cricket par la force appliquée par la batte de cricket.

Solution:

Donné,

Masse de la balle de hockey, m est de 500 g = 0,5 kg.

La vitesse initiale de la balle, u est de 20 m/s.

Vitesse finale de la balle après frappe, v est de 10 m/s.

Changement d'élan = Moment final – Moment initial

Changement d'élan = mv – mu

Changement d'élan = m (v – u)

Changement de quantité de mouvement = 0,5 kg × (20 m/s – 10 m/s)

Changement de quantité de mouvement = 0,5 kg × 10 m/s

Changement de quantité de mouvement = 5 kg m/s

Par conséquent, le changement d’élan de la balle de cricket par la force appliquée par la batte de cricket est 5 kg m/s .

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Problèmes pratiques sur la troisième loi du mouvement de Newton

1. Si vous poussez un livre sur une table avec une force de 10 N vers la droite, quelle est la force de réaction exercée par la table sur le livre ?

2. Lorsqu’un nageur pousse l’eau vers l’arrière avec ses jambes, quelle est la force de réaction qui le propulse vers l’avant ?

3. Un moteur-fusée expulse les gaz d’échappement vers l’arrière avec une force de 1 000 N. D’après la troisième loi de Newton, quelle est la force qui propulse la fusée vers l’avant ?

4. Si vous vous tenez sur un pèse-personne et que vous exercez une force vers le bas de 600 N, quelle force le pèse-personne exerce-t-il sur vous ?

5. Lorsque vous ramez un bateau en poussant l’eau vers l’arrière avec une rame, quelle est la force de réaction qui fait avancer le bateau ?

FAQ sur la troisième loi du mouvement de Newton

Que dit la troisième loi du mouvement de Newton ?

Selon la troisième loi du mouvement de Newton, chaque action entraîne une réaction égale et opposée.

La troisième loi de Newton est-elle importante pour la classe 9 ?

Oui, la troisième loi du mouvement de Newton est très importante pour la classe 9. En fait, les trois lois du mouvement sont très importantes.

Quels sont les exemples de la troisième loi du mouvement de Newton dans la vie quotidienne ?

Il existe diverses situations dans notre vie quotidienne dans lesquelles nous observons la troisième loi de Newton en action. Certains des exemples expliquant la troisième loi de Newton sont :

• Une fusée qui monte pousse les gaz chauds vers le bas.
• Le recul est observé lorsque nous tirons une balle avec le pistolet.
• En avançant, nous poussons le sol vers l'arrière avec nos pieds.

Quelle est la formule de la troisième loi du mouvement de Newton ?

La formule de la troisième loi du mouvement de Newton est donnée par F_{UN B}=F_PASce qui signifie que la force exercée par A sur B est égale à la force exercée par B sur A

Que sont la force de contact et la force sans contact ?

Il existe deux types de forces différents

• Force de contact: Les forces qui agissent uniquement lorsque deux corps sont en contact sont appelées forces de contact. Exemple : Friction, etc.
• Force sans contact : La force qui agit sur deux corps sans qu'ils soient en contact est appelée forces sans contact. Exemple : force électrostatique, force magnétique, etc.

Que sont les paires de Troisième Loi-Force ?

La paire Action-Réaction est appelée la paire Troisième loi-force. Une telle paire comprend,

• Tir de balle et recul du pistolet
• Fusée montant et gaz chauds descendant

Si l’astronaute voulait se déplacer vers le haut, dans quelle direction devrait-il lancer l’objet ? Pourquoi?

Si l'astronaute souhaite se déplacer vers le haut, il doit lancer l'objet vers le bas, car la force descendante crée une force de réaction ascendante qui déplace l'astronaute vers le haut.

Le poids et la force normale agissent-ils sur un bloc posé sur une surface plane appelée paire Action-Réaction ?

Oui, le poids et la force normale agissant sur un bloc posé sur une surface plane sont des paires action-réaction. Ici, le poids de l'objet agit vers le bas et la force normale agit vers le haut et les deux forces s'annulent, ce qui n'entraîne aucune accélération.