뉴턴의 운동법칙: 작용과 반작용

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힘은 항상 두 물체 사이를 주고 받는 형태를 띤다. 따라서 어떤 힘이 '작용 힘(action)'이라면 상호작용에 의해 나타나는 다른 힘을 '반작용 힘(reaction)'이라 한다.

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Action and Reaction

작용-반작용 법칙: 물체 A가 물체 B에 힘 f_AB(또는 on B by A)을 작용하면, 물체 B도 물체 A에 크기는 같으나 방향은 반대인 힘 f_BA(또는 on A by B)를 반작용한다.

- 힘은 항상 쌍으로 존재한다.

- 동시에 작용하는 두 힘의 크기는 같으나 방향은 180도 정반대이다.

- action force와 reaction force는 각각 다른 물체에 작용점을 두고 있어 resultant 값을 갖진 않는다.​

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작용-반작용 법칙의 예

1. 로켓이 가스를 분사하면 동시에 가스가 로켓을 민다. ​ 2. 발로 땅을 뒤로 밀면 땅 또한 사람을 앞으로 밀기 때문에, 사람은 앞으로 걸을 수 있다. ​ 3. 문어는 물을 밀쳐냄으로써 그에 상응하는 반작용 힘으로 추진한다.

그림 1. When the swimmer exerts a force on the wall, she accelerates in the opposite direction. In other words, the net external force on her is in the direction opposite of F feet on wall. This opposition occurs in accordance with Newton's third law.

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그림 2. When the mountain climber pulls down on the rope, the rope pulls up on the mountain climber.

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그림 3. 달리기 선수가 달릴 때 작용-반작용 힘을 경험한다.

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작용-반작용과 두 힘의 평형 비교

평형	작용-반작용
작용점	한 물체	두 물체
운동상태	정지 또는 등속도 운동	정지 또는 가속도 운동

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작용-반작용 힘과 물리량

작용-반작용 힘의 물리량 관계

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1. 작용-반작용 힘의 상관관계 식

2. 마찰력 및 기타 저항을 무시한다면, 작용과 반작용에 따른 물리량은 각 물체에 작용한 힘의 크기와 힘이 작용한 시간이 모두 같으므로 충격량 또한 같다고 할 수 있다.

3. 상관관계식(3개의 관계식)