牛頓第三運動定律（Newton’s third laws of motion）

牛頓第三運動定律（Newton’s third laws of motion）
基隆市立暖暖高中物理科張志康老師/國立彰化師範大學物理學系洪連輝教授責任編輯

「牛頓第三運動定律」是牛頓在「自然哲學的數學原理(牛頓，1687)」一書中所提出的第三則定律，藉以描述萬物之間作用力與反作用力的關係。牛頓認為：「當A物體施一力作用於B物體時，B物體將同時施一力於A物體，此二力互為『作用力與反作用力』，並且具有相同的大小、相反的方向，及相同的作用時間等特性」。

相關概念如下圖所示：

事實上，牛頓只將此定律當作一個補充定律來使用，話雖如此，但仍有幾項需注意：(1)作用力與反作用力「本質上是相同的」，例如，太陽對地球的作用力為萬有引力，則地球對太陽的反作用力也是萬有引力。(2)作用力與反作用力「作用在不同的物體上」，或者更清楚地說，作用力與反作用力的施力體與受力體恰好對角色互換，作用力的施力體是反作用力的受力體，而作用力的受力體是反作用力的施力體。(3)作用力與反作用力會「在同一條直線上」，例如，重力與靜電力皆遵守相同的規範，但對移動的電荷而言確屬特例，根據「必歐-沙伐定律」及「勞侖茲力」計算所得的結果，這一對作用力與反作用力並不會在同一直線上。(4)一般而言，由於作用力和反作用力是作用在不同的物體上，所以「無法互相抵銷」，但若從系統的角度來考量，作用力與反作用力有可能作用在同一系統的不同部分，則其效果可以抵銷。(5)靜力平衡是作用於「單一物體或系統」上，方向相反的一對力互相抵銷的結果，並未要求也並未說明這一對力是否是作用力與反作用力。

綜合前述，牛頓第三運動定律只適用於解釋「兩物之間作用力與反作用力的關係」，在兩物之間所存在的作用力與反作用力，大小相等、方向相反、作用在不同物體上，因此不能互相抵消。唯此定律不適用於解釋「移動電荷的受力」與「單一物體或複雜系統」的情況，在使用牛頓第三運動定律做推論時應更加格外小心。

參考資料：
1.維基百科英文版
2.維基百科中文版
3.高中物質科學物理(上)-南一書局