第一章力學(xué)的基本定律 1.7一條難懂的定律

第一章力學(xué)的基本定律 1.7一條難懂的定律

　　力學(xué)的三條基本定律里，大概要算第三條所謂作用和反作用定律最使人疑惑不解了。大家都知道這條定律，甚至在某種情況下也會(huì)正確地應(yīng)用它，可是很少有人能夠完全明了它的意義。讀者當(dāng)中也許有人是一下子就懂得它的，——可是我得承認(rèn)，我從初次和它相識(shí)起，過(guò)了十年，才完全理解它。

　　我曾經(jīng)和許多人討論過(guò)這條定律，也曾經(jīng)不止一次地看出，人們對(duì)這條定律的正確性的承認(rèn)，都是有保留的。他們認(rèn)為，這條定律對(duì)靜止的物體說(shuō)來(lái)，毫無(wú)疑問(wèn)是正確的，但是不懂得怎樣把它應(yīng)用到運(yùn)動(dòng)物體的相互作用上……這條定律說(shuō)，作用永遠(yuǎn)等于方向相反的反作用，這就是說(shuō)，如果馬拉車子，那末車子也用同樣大的力量往后拉馬。可是這時(shí)候車子就應(yīng)該停在原來(lái)地方不動(dòng)才對(duì)，為什么它還是向前走呢？這兩個(gè)力量如果是相等的，為什么它們不互相抵消呢？

　　一般人對(duì)于這條定律的懷疑就是這樣。那末，這條定律是不可靠的嗎？不，定律毫無(wú)疑問(wèn)是可靠的；不過(guò)我們沒(méi)有正確地理解它。兩個(gè)力沒(méi)有互相抵消掉，只是因?yàn)樗鼈兪羌釉诓煌�物體上的緣故：一個(gè)力加在車上，一個(gè)力加在馬上。兩個(gè)力是一樣大，沒(méi)有錯(cuò)，——可是，難道說(shuō)一樣大的力永遠(yuǎn)會(huì)產(chǎn)生一樣大的作用嗎？難道說(shuō)一樣大的力能夠使隨便什么物體得到一樣大的加速度嗎？難道說(shuō)，力對(duì)物體的作用是和物體本身，和物體的“抵抗力”的大小沒(méi)有關(guān)系的嗎？

　　如果想到了這些，那末，車子雖然在用同樣大小的力量向后拉馬，而馬還能拉著車走的原因就很容易明白了。作用在車子上的力和作用在馬身上的力在每一瞬間都是相等的；但是，車有輪子，可以自由移動(dòng)位置，而馬卻堅(jiān)定地立足在地面上，因此，車子只好跟著馬走�？梢栽傧胍幌�，如果車對(duì)馬的動(dòng)力不起反作用，那末，……不用馬也就行了，用一個(gè)極小的力量也就能拉著車走了。可是事實(shí)上，要克服車的反作用，還是非馬不可。

　　如果把這條定律的通常所用的簡(jiǎn)短形式“作用等于反作用”改成譬如說(shuō)“作用力等于反作用力”，那末也許能使大家更容易理解，也少產(chǎn)生些疑問(wèn)。因?yàn)檫@里相等的只是力。至于作用（如果象平常那樣，把“力的作用”理解成物體的位置移動(dòng)），因?yàn)槭芰Φ奈矬w不同，一般是不會(huì)相等的。

　　當(dāng)北極的冰緊擠住“切留斯金”號(hào)船身的時(shí)候，它的舷也同樣用相等的力壓在冰上。至于發(fā)生慘劇，那是因?yàn)閺?qiáng)大的冰塊抵住了船殼的壓力，沒(méi)有被壓碎；可是船身呢，雖然是鋼做的，卻不是實(shí)心的，所以經(jīng)受不住這種壓力，到底被冰壓壞了。

　　物體落下的時(shí)候，當(dāng)然也服從作用等于反作用的定律，雖然這兩方面的力不是一下子就看得出來(lái)的。蘋(píng)果落到地上，是因?yàn)榈厍蛟谖�引它；可是蘋(píng)果也在用完全相等的力吸引地球。嚴(yán)格地說(shuō)，蘋(píng)果和地球是在彼此相向地落下，不過(guò)落下的速度，在蘋(píng)果方面和在地球方面是大不相同的。兩個(gè)同樣大小的相互吸引力，使蘋(píng)果得到了每秒每秒10米的加速度，而地球呢——它的質(zhì)量比蘋(píng)果大幾倍，它得到的加速度也只有蘋(píng)果得到的幾分之一。地球的質(zhì)量比蘋(píng)果的大無(wú)數(shù)倍，因此，地球向蘋(píng)果的移動(dòng)便小到不能再小，實(shí)際上只能算做零。所以我們說(shuō)蘋(píng)果落到地上，而不說(shuō)“蘋(píng)果和地球彼此相向地落下”①，就是這個(gè)道理。

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