اگر کمی با فیزیک آشنایی داشته باشید، حتما قانون سوم نیوتون یا همان قانون عمل و عکس العمل را می شناسید. اما حالا این قانون در شرایطی نقض شده است!! میخواهید بیشتر بدانید؟ پس با دیپ لوک همراه باشید…چیزی که ما آن را به نام قانون سوم نیوتون می شناسیم می گوید هر کنشی، واکنشی و هر عملی، عکس العملی دارد. این واکنش یا عکس العمل در واقع نیرویی مساوی اما در جهت مخالف نیروی عمل است. اگر به اطراف خود نگاه کنید؛ این قانون را به وفور خواهید دید: مثلاً همین راه رفتن خودمان، وقتی پاهایمان را به زمین می فشاریم، زمین هم نیز نیرویی در جهت مخالف به پاهای ما وارد می کند. قانون سوم نیوتون در واقع اساس فهم کارکرد خودرو، هواپیما، قایق، راکت و بسیاری از تکنولوژی های دیگر است.
وقتی قانون سوم نیوتون نقض می شود!!
حتی با وجود اینکه قانون سوم نیوتون، یکی از قوانین بنیادی فیزیک است، اما در شرایطی نقض می شود!! چیزی که حتماً نیوتون مرحوم از شنیدنش شوکه خواهد شد!! لابد می پرسید در چه شرایطی؟ در یک کلمه باید بگویم: شرایط غیرتعادلی. در واقع نقض این قانون زمانی اتفاق می افتد که پای محیط هم به برهمکنش بین دو ذره باز می شود! مثلاً وقتی که محیط نسبت به دو ذره حرکت می کند.
در مقاله ی جدیدی که در ژورنال Physical Review X چاپ شده، مکانیک آماری انواع مختلف برهمکنش های نامتقابل بررسی شده و نتایج شگفت انگیزی بدست آمده است. یکی از این نتایج، تغییرات دمایی ایجاد شده در مقیاس میکروذرات است. (اگر مثل من درس مکانیک آماری را گذرانده باشید با مفهموم آن آشنایید، اما برای کسانی که آشنایی کمتری دارند: مکانیک آماری یعنی مطالعه ی سیستم های مشتکل از تعداد زیادی ذره که این ذرات می توانند اتم، ملکول یا ذرات زیراتمی باشند)
Alexei Ivlev، یکی از نویسندگان این مقاله می گوید: ” من فکر می کنم مهم ترین نکته ی کار ما این است که نشان دادیم دسته ی خاصی از سیستم های غیرتعادلی می توانند دقیقاً با مکانیک آماری تعادلی توصیف شوند. مثلا یکی از نتایج بسیار عجیب این است که می توانیم مخلوطی از دو مایع را در حالت تعادلی مشاهده کنیم که هر مایع دمای خود را دارد!!”
اجازه دهید قضیه را روشن تر کنیم، برای اینکار بهتر است مثالی از سیستم های غیرتعادلی که این دانشمندان روی آن کار کردند را بررسی کنیم: میکروذرات بارداری را در تصور کنید که در بالای یک الکترود در یک محفظه ی پلاسما، معلق هستند(نیازی به تصور نیست، شکل بالا را ببینید!). دو نوع میکروذره به علت چگالی و اندازه ی متفاوتشان، در ارتفاع های متفاوتی قرار می گیرند. جریان پلاسمای عمودی، یک میدان الکتریکی را درون محفظه ایجاد می کند. حالا به قسمت جالب داستان می رسیم: اگر چه نیروهای دافعه ای بین دو لایه از ذرات وجود دارد، اما نیروهای جاذبه ای متقابلی بین دو لایه وجود ندارد! اما دلیل چیست؟ نیروهای الکتروستاتیک (همان دافعه و جاذبه ی بین بارها) نیروهای کوتاه بردی هستند و همان طور که می دانید طبق فرمول ریاضی (
) با فاصله رابطه ی عکس دارند، یعنی قدرتشان با افزایش فاصله، کم می شود. اگر یادتان باشد گفتیم لایه های درون محفظه، در ارتفاع های متفاوتی قرار می گیرند، بنابراین قدرت های متفاوتی از سمت الکترود دریافت می کنند. در نتیجه نیرویی که لایه ی پایینی به لایه ی بالایی وارد می کند، بیشتر از نیرویی است که لایه ی بالایی به لایه ی پایینی وارد می کند(قاطی کردید؟!دوباره بخوانید). در نتیجه لایه ی بالایی، انرژی جنبشی متوسط بیشتری داشته (و بنابراین دمای بالاتری) نسبت به لایه ی پایینی دارد! به همین سادگی به همین خوشمزگی! با تنظیم میدان الکتریکی، محققان توانستند اختلاف ارتفاع بین دو لایه را بیشتر کنند که این امر باعث افزایش اختلاف دما شد. این تحقیق علاوه بر نتایج کاربردی، باعث توسعه ی مفاهیم بنیادی نیز می شود.
دوستان عزیز دیپ لوکی، می توانید سوالات یا مقالات درخواستی خود را همین جا کامنت کنید و برای عضویت در خبرنامه ی ایمیلی دیپ لوک، کافیست ایمیل خود را در فیلد زیر وارد کنید.
[wysija_form id=”1″]
اگر این مقاله را دوست داشتید، از طریق لینک های زیر آن را به اشتراک بگذارید.
گفتگو۳۷ دیدگاه
چرا آب وقتی حرارت میبینه قبل از به جوش اومدن یه صدایی از خودش منتشر میکنه؟
دوست خوبم صداهایی که قبل از جوش اومدن آب در کتری ایجاد میشن، ناشی از حباب های بسیار ریزی هست که با حرارت دیدن به سمت سطح آب میان و میترکن. صدایی که شما قبل از جوش اومدن آب میشنوید حاصل ترکیدن تعداد بسیار زیادی از این حباب هاست. در ضمن هر چی آب اولیه ی درون کتری سردتر باشه، تعداد حباب ها و در نتیجه صداها بیشتر میشه.
وقتی جسمی را داغ میکنیم درواقع به ان جسم انرژی وارد میکنیم و ان جسم برای اینکه از شر این انرژی خلاص شود ان انرژی را به صورت نور از خود خارج میکند این مثال برای اب هم همینطوره اب هم برای خلاص شدن از شر این انرژی ان را به صورت حباب از خود خارج میکند
سلام…ببخشید یه سوالی داشتم….من دانش آموز سال دوم دبیرستان هستم و چون فصل اولمون آخراش درباره ی کوانتوم بود خیلی مشتاق شدم…اصلا یه جوری کشیده به شیمی….می خواستم چطور می شه که اگه به الکترون نگاه نکنی موج باشه اما وقتی نگاش کنی ذره….اصلا با عقل جور در نمی اید…چه شکلی می فهمه…یکم می شه توضیح بدید…ممنون
امیررضای عزیز، اول از همه بهت تبریک میگم که مشتاق علم زیباو عمیقی مثل کوانتوم شدی. دوم اینکه نه تنها الکترون، بلکه هر چیزی به طور همزمان، هم ذره هست و هم موج که بهش میگن دوگانگی موج ذره و این دوگانگی ربطی به نگاه ما نداره. در واقع اون تناقضی که تو گفتی به این خاطره که ما وقتی مثلاً الکترون رو نگاه میکنیم، چون داریم مکانش رو اندازه می گیریم، به علت اصل عدم قطعیت هایزنبرگ، دقت در اندازه حرکت اون رو از دست میدیم و به همین خاطر که میگیم الان داره مثل یک ذره رفتار میکنه (یعنی مکان مشخصی داره). برای اینکه گفته های منو متوجه بشی، شدیداً توصیه می کنم، کلاس های درس کوانتوم دیپ لوک رو مطالعه کن که تا الان چهار قسمتش منتشر شده.
یک سئوال با توجه به پاسخ شما یعنی اگر به الکترون نگاه نکنیم دقت در اندازه حرکتش رو از دست نمیدیم؟؟؟؟؟؟اونوقت چی میشه؟؟؟؟! وقتی چیزی رو نمی بینی چطور در اندازه سرعتش دقت داری
سلام خسته نباشید میخواستم بدونم در قانون سوم نیوتون در قانون تشعشعی استفان بولتزمن نقض میشه یا نه؟
دوست خوبم متاسفانه سوالتون رو درست و دقیق مطرح نکردین، لطفا یکبار دیگه با جمله بندی درست سوالتون رو بنویسید
مرسی خانوم دکتر
با سلام
بنده دانشجوی ارشد رشته الکترونیک هستم
هرچند به رشتم ربطی نداره،اما مطالبی دارم که با استفاده از اون میخوام قانون جاذبه نیوتون رو نقض کنم، میتونم اثبات کنم که زمین جاذبه نداره و جاذبه ما از یه چیز دیگه ای هست.
میخواستم بدونم چجوری میتونم نظریه خودمو منتشر کنم که رسمی بشه؟
باتشکر
سهیل عزیز، در اولین پله، باید داده‌های خودت رو منظم کنی و به صورت یه مقاله علمی دربیاری. در قدم دوم میتونی یک ژورنال معتبر علمی در همین زمینه پیدا کنی و مقالت رو اونجا سابمیت کنی. در صورتی که مقالت، درست باشه، اونجا منتشر میشه و اگه غلط باشه یا اشتباهاتی داشته باشد، داوران ژورنال، برات توضیح خواهند داد
خیلی ممنونم ازتون
خداقوت
جاذبه توسط نسبیت عام توضیح داده میشود و تا کنون اثبات های تجربی بسیاری برای آن رصد شده.
نمیدانم چرا دانشجویان مهندسی بجای کار روی دروس خود، با این فهم ناقص از علوم پایه، میخواهند فضولی کنند؟؟؟
سلام میشه به صورت خلاصه بگید که قانون سوم نیوتن کجاها نقض میشه ؟
سلام ببخشید من نهم میخونم معلممون گفته قانون سوم نیوتون در یه مورد نقض میشه ولی گفته خودتون برین تحقیق در بیارین و توضیح بدین من که دارم گیج میشم میشه بگین چجوری وقتی یک بار مثبت و منفی به هم نیرو وارد میکنند کنش و واکنش میشه … یا اصلا نمیشه ؟؟؟این آیا جزو قانون سوم هست یا نه اخه این بار ها همدیگرو جذب میکنن و فکر نکنم درست باشه چون تو قانون سوم نیوتون گفته که باید نیرو هاشون خلاف همدیگه باشه ولی اینا خلاف همدیگه نیستن خواهشا توضیح بدین .. من بالارو خوندم ولی چون مطالبش سطحش بالاس نفهمیدم … خواهشا ساده توضیح بدید. ممنون
با عرض سلام و ادب،
مقوله ای بنام فری انرژی سالهاست که در دنیا مطرح است ، که شروعش رو به دوران نیکولا تسلا نسبت می دهند و تا کنون نیزادامه دارد ، مولدهایی که از خلا کوانتومی یا نقطه صفر انرژی رو استخراج میکنند ( اثر کاسیمیر و …) . اخیرا هم موتور کوانتومی که ناسا قصد آزمودنش رو داره در محافل مورد نقل هست ، این مولدها نیز قوانین بنیادی دیگری رو زیر سوال می برند ، خواستم نظر کلی شما رو در این باره جویا بشم .
با تشکر
آیا برای بالا رفتن از پله به قانون سوم نیوتن نیاز داریم یا صرف نیروی ماهیچه ای ما رو بالا میبره؟
چرا ماه روی زمین سقوط نمی کنه
شما یه تانک رو در نظر بگیر که یه توپ رو پرتاب میکنه و توپ ده متر جلو تر به زمین برخورد میکنه حالا یه بار دیگه تانک توپ رو با قدرت زیادی پرتاب میکنه توپ با سرعت زیاد حرکت میکنه و پس از طی مسافت طولانی به زمین برخورد میکنه شما فرض کن مثلا یک پنجم خط استوا هر چه قدرت پرتاب توپ بیشتر باشه مسافت بیشتری رو طی میکنه ( مثلا نصف استوا , یا …) و در اخر اگر دیگه قدرتش خیلی خیییییلیییییییی زیاد باشه دور زمین حرکت میکنه و هرگز روی زمین نمیفته چرا ? چون انقدر سرعتشش بالا س که گرانش زمین در برابرش هیچه و نیروی ضعیف (۹.۸برابری جرم توپ )نمیتونه به نیروی پیشران توپ غلبه کنه و به سمت زمین بکشتش . نمدونم گرفتی یا نه !
در مورد ماه سرعت چی بالاست؟؟؟؟؟؟که نیروی جاذبه رو باهاش مقایسه کردید بعدش برفرضکه بشه ماه رو با توپ پرتاب شده مقایسه کرد که نمیشه چون ماه پرتاب شده و بعد روی مداری دور زمین در گردش در مدارس میگفتن نیروی گریز از مرکز
اها پس الان g روش تاثیر نداره و به سمت زمین نمیاد و همزمان جی روش تاثیر داره و نمیذاره بره که بره … این که شما گفتید نیروی خییییلیییییییی زیاااااااد نمیشه هم جی ناچیز باشه براش هم انقدر قوی باشه که مهار کنه اون توپ رو .. و مورد بعدی .. جرم توپ با جرم ماه یکی نیست..
چون بین زمین و ماه نیروی گرانش وجود داره ، اگه بین شون گرانشی وجود نداشته باشه ماه توی زمین فرو میره
سلام
این سوال رو داشتم ک شما اثباتی برای قانون دوم میدونید؟!
اثبات ریاضی قانون دوم
ک بدونیم اینf=ma دقیقا از چی اومده و ریشه اش چیه
سلام دوست عزیز
فیزیکدان ها قانون هارو از روی مشاهدات خودشون حدس میزنن و یه تعداد حداقلی ای قانون برای اینکه بشه از روش چیزای دیگه رو اثبات کرد معرفی میکنن
درواقع قانون ها نقطه ی صفر علم هستن و همه چیز از روی اون ها اثبات میشه و خود قانون ها اثباتی ندارن و حاصل حدس های هوشمندانه هستن
هر قانونی که تعریف میشه باید یه سری شرایطی رو هم داشته باشه
مثلا اینکه با آزمایش قابل صحت سنجی باشه و اینکه تا حد ممکن ساده باشه و…
وقتی مجموعه ای از این قانون ها کنار هم قرار میگیرن یک مدل رو درست میکنن
مثلا جناب نیوتن قانون های خودشون رو برای طبیعت ارائه دادن و با اون ها طبیعت رو مدل کردن
تا وقتی که یک قانون با انجام یک آزمایش نقض نشه میشه گفت قانون پابرجاست
البته با نقض شدنش باز هم استفاده میشه
مثلا قوانین نیوتن در موارد خاصی نقض میشن (مراجعه بشه به نسبیت) ولی برای خیلی از استفاده ها قوانین نیوتن با اینکه نقض شدن بسیار مناسبن
به عنوان مثال تمام خودرو ها و تقریبا تمام ماشین های مکانیکی ای که میبینین رو با همین قوانین نیوتن به صورت بسیار دقیق طراحی میکنن
اگر باز هم به کنجکاوی بیشتر در این زمینه علاقه دارین پیشنهاد میکنم در زمینه ی “فلسفه ی علم” مطالعه کنید
انتشارات فاطمی یک کتابچه ای با این موضوع داشت تا جایی که خاطرم هست ولی متاسفانه اسم نویسنده رو فراموش کردم
این کتابچه در صورت علاقه تا حد قابل قبولی جواب سوال های ابتدایی شمارو میتونه بده
موفق باشید 🖐🏻
با اجازه ی مدیریت سایت
دوست عزیز قانون اثبات نداره و در ازمایشگاه با اندازه گیری بدست میاد باید ازمایش انجام بدید
شاید نیرویی (به شکل نیروی دافعه) بین آه و زمین وجود داشته باشد. مثل نیرویی که باعث میشود الکترون درون هسته سقوط نکند
ببخشید اگر جسم محکمی به جسم ژله ای برخورد کند ایا قانون سوم نیوتون هنوز برقرار است
بله پا بر جاست اندازه حرکت جسم یا تکانه این مورد را توجیه میکند
عرض سلام و خسته نباشید
لطفا DOI مقاله مربوطه رو هم بفرمایید
خیلی ممنون
سلام به استاد گرامی مدیر گروه تناقضی در قوانین نیوتون به نظرم می‌رسد که اگر پاسخ دهید ممنون میشوم. وقتی به جسمی آزاد (مثلاً معلق در فضا) نیرویی وارد کنیم به علت اینرسی جسم، جسم هم به ما نیرویی وارد میکند که مطابق قانون سوم نیوتون با نیروی وارده مساویست در نتیجه برآیند نیروهای وارده به جسم صفر خواهد بود که طبق قانون اول ساکن یا با سرعت ثابت می‌ماند در حالیکه میدانیم طبق قانون دوم نیوتن این جسم با شتاب حرکت خواهد کرد.
سلام استاد گرامی سوالی در خصوص مبحث اختر فیزیک دارم که اگر پاسخ دهی سپاسگزار خواهم بود.دانشمندان دورترین ستاره ای را که مشاهده کرده اند حدود ۱۳٫۸ میلیارد سال نوری با زمین فاصله دارد از یعنی نوری که الان از آن ستاره به ما رسیده ۱۳٫۸ میلیارد سال پیش از ستاره ساطع شده است در حالیکه میدانیم در همان حدود ۱۳٫۸ میلیارد سال پیش به گفته همان دانشمندان ،جهان با انفجار بزرگ (بیگ بنگ ) تازه شروع به موجودیت کرده و ستاره ها مدتها بعد بوجود آمده اند یعنی دران زمان ستاره ای وجود نداشت که امروز آنرا مشاهده کنیم
در مورد نیروی وارد بر جسم و شخص اشکال از آنجا ناشی می شود که نیروهای کنش واکنش به دو جسم مجزا وارد می شوند وبرایند گیری در مورد آنها معنا ندارد
نیروی شما با جسم شتاب خواهد داد
واکنش آن به شما شتاب می دهد
جسارتا جواب دوستمون که فرمودند قانون سوم کجا نقض می شه
شاید بیان این مطلب درسته باشه که در الکترومغناطیس گاهی شکل ضعیف (ناقص)از قانون را مشاهده می کنیم
مثلا نیروی بین دو سیم حامل جریان ناموازی در یک راستا نمی باشند
در اینجا قانون سوم به شکل ضعیف خود خودنمایی می کند زیرا دو نیرو مساوی هستند و در خلاف جهت یکدیگر نمی باشند
سلام می تونیم قانون سوم نیوتون با نیروی گرانش در سیارات نقض کنیم برای مثال در زمین ۹.۸ مورد جاذبه از طرف هسته قرار می گیریم و در سیاره نپتون با گرانش بسیار زیادی قرار میگیرم ولی در روی سیاره زمین می توانیم راه برویم ولی در سیاره نپتون خیر وبه درونش کشیده می شویم.
Hi, we can violate Newton’s third law with the force of gravity on planets, for example on Earth 9.8 gravity from the core and on the planet Neptune with a lot of gravity, but on planet Earth we can walk, but on the planet Neptune no and we are drawn into it.
نیرو خالص عامل حرکت جسم ساکن
نیرو متوازن هم باعث میشد جسم ساکن، ساکن بمونه جسم متحرک هم به حرکتش با تندی یکنواخت ادامه بده
سوال من اینه که چطور جسمی مثل ماشین یا هواپیما میتونه با نیرو وجود داشتن متوازن حرکت رو شروع یا به حرکتش ادامه بده
اخه نیرو رانش و اصطکاک وقتی برایندشون میشه ۰ این چطوری داره حرکت میکنه وقتی برای حرکت به نیرو خالص نیاز داریم:/
ایا اون اول نیرو خالص بوده بعد شده متوازن؟
خب تو این حالت چرا جسم ساکن نشده و به حرکت ادامه داده؟ هیچ احدی جوابمو نمیده
با توجه به قانون سوم نیوتون (برای هر عملی، عکس‌العملی هست) چجوری میتونیم بگیم که گرانش زمین یک نیرو هست؟ چون برای نیروی گرانش زمین عکس‌العملی وجود نداره تا جایی که می‌دونم
عکس العمل گرانش نیروی ما به زمینه