Всякое действие тел друг на друга носит характер взаимодействия:
если тело M1 действует на тело M2 с некоторой силой f12, то и тело
M2 в свою очередь действует на тело M1 с силой f21.
Как показывает опыт, силы, с которыми действуют друг на друга
взаимодействующие тела, оказываются всегда равными по величине и
противоположными по направлению.
Рассмотрим пример:
Два тела с массами m1 и m2, изолированные от действия внешних сил
притягиваются (или отталкиваются) друг от друга вследствие того,
что, например, несут электрические заряды. Под действием сил и тела
приобретают ускорения и соответственно (рис. 3.1). Величина этих
ускорений оказывается обратной массам тел: . Откуда следует
равенство и равенство сил f12=f21. Направления этих сил, очевидно,
противоположны.
К этому же результату можно прийти, сопоставляя не ускорения тел, а
растяжения калиброванных пружин.
Третий закон Ньютона как раз и является обобщением опытных фактов
подобного рода.
Современная формулировка третьего закона Ньютона выглядит следующим
образом:
ОПРЕДЕЛЕНИЕ: Всякое действие тел друг на друга носит характер
взаимодействия, силы с которыми действуют друг на друга
взаимодействующие тела, равны по величине и противоположны по
направлению.
Математически содержание III закона Ньютона можно записать в
следующем виде:
(3.1)
Эти силы, очевидно, приложены к различным телам. Пусть под
действием силы тело приобретает ускорение , а под действием силы –
ускорение , тогда и, следовательно, , т.е. ускорения, полученные
телами в результате их взаимодействия, обратно пропорциональны
массам тел и имеют противоположные направления.
Теперь рассмотрим изолированную систему.
ОПРЕДЕЛЕНИЕ: Изолированной системой называется система тел, которые
взаимодействуют друг с другом и не взаимодействуют ни с какими
иными телами.
или
Изолированной системой называется система, в которой действуют
только внутренние силы, и где не учитывается влияние внешних сил.