Jak wyjaśniają inne odpowiedzi, trzecie prawo Newtona nie pchnie cię w górę, ponieważ reakcja znika, gdy tylko zniknie działanie (grawitacja).

Musimy jednak pamiętać, że stoimy na kilku tysiącach kilometrów skał mocno ściśniętych własnym ciężarem.Jeśli ciężar nagle zniknie, ta skała zareaguje jak sprężyna i wyrzuci siebie i wszystko z powierzchni z bardzo dużą prędkością w przestrzeń.W rzeczywistości nawet najbardziej konserwatywne szacunki odkształcenia sprężystego Ziemi w jej obecnym stanie są rzędu kilku kilometrów, więc możemy się spodziewać natychmiastowego odbicia.

Tak, ale w prawie wszystkich przypadkach nacisk byłby niezauważalny.

Siły reakcji z powierzchni pojawiają się, gdy cząsteczki w ścianie są przemieszczane ze swojego położenia równowagi. Im mocniej są popychani, tym bardziej są przemieszczani, a im bardziej są przemieszczani, tym mocniej są odpychani. Kiedy stoisz na powierzchni bez upadku, dzieje się tak dlatego, że przemieszczasz powierzchnię na tyle, aby siła reakcji odpowiadała Twojej wadze.

Jako skrajny przykład wyobraź sobie stojącą na trampolinie. Osoby cięższe sprawiają, że powierzchnia trampoliny opada niżej niż ludzie lżejsi. To samo dotyczy twardych powierzchni, ale przemieszczenie jest w zasadzie niezauważalne.

Gdybyś nagle usunął grawitację, siła reakcji z przemieszczonej powierzchni wciąż by tam była i odepchnęłaby cię, aż do przywrócenia stanu równowagi powierzchni.

Ponownie wyobraź sobie, że stoisz na trampolinie z dużymi ciężarami. Kiedy zrzucisz ciężary, trampolina zacznie cię popychać, aż osiągniesz nową równowagę. Gdyby ciężary były wystarczająco ciężkie, mogłoby nawet wyrzucić cię w powietrze.

To samo mogłoby się zdarzyć na twardszych powierzchniach, ale czas, w którym pozostała siła reakcji działałaby na ciebie, byłby niewielki i prawie nie zauważyłbyś żadnego efektu.

Możesz zasymulować ten eksperyment w prawdziwym życiu z elektromagnesem.

Na przykład, możesz przytrzymać pionowo zorientowaną płytę stalową za pomocą poziomo zorientowanego elektromagnesu, tak aby płyta mogła swobodnie spaść, gdy elektromagnes jest odłączony.

Jeśli spadająca płyta ma poziomą składową prędkości i opisuje parabolę, można wywnioskować, że pchnęła ją siła normalna.Jeśli płyta opadnie prosto w dół, można wywnioskować, że nie było pchnięcia.

Prawdopodobnie nawet bez wykonania takiego eksperymentu można przewidzieć, że płyta spadnie prosto w dół.Dzieje się tak, ponieważ normalna siła jest siłą reakcji i nigdy nie przekracza przyłożonej siły, która ją wywołuje, czy to przyciągania elektromagnesu, czy grawitacji.Tak więc, gdy przyłożona siła znika, stopniowo lub nagle, normalna siła zniknie wraz z nią i dlatego nie będzie żadnego pchnięcia.

Nie. Jedynym powodem, dla którego istnieje siła reakcji, jest to, że naciskasz na podłogę w wyniku grawitacji, która cię ciągnie w dół.

Być może jednym ze sposobów wizualizacji tego jest wyobrażenie sobie bloku na zboczu pod kątem $ \ theta $ do poziomu.

Gdy $ \ theta = 0 $ (tj. nachylenie jest płaskie), blok ma siłę $ mg $ w dół, więc reakcja w górę wynosi $ R = mg $ .

Ponieważ $ \ theta $ stale rośnie, siła skierowana w dół wciąż wynosi $ mg $ , ale teraz siła reakcji (która jest siłą prostopadłą do zbocza) staje się $ R = mg \ cos \ theta $ .

Wyobraź sobie, że ta powierzchnia ma bardzo duże tarcie, więc możesz uzyskać całkiem duży $ \ theta $ bez ześlizgiwania się klocka. Kiedy w końcu dotrzesz do wystarczająco dużego $ \ theta $ , blok zsunie się równolegle do nachylenia. Zauważ, że gdyby $ R $ zachował swoją wartość $ mg $ , blok już by przyspieszył z dala od zbocza, co się nie dzieje.

$ \ def \ vB {\ vec B} \ def \ vR {\ vec R} \ def \ vW {\ vec W} $ Chciałbym sprzeciwić się samej koncepcji „akcji i reakcji”. To prawda, że ​​wraca do Newtona, który mówi (Principia) Actioni contrariam semper et aequalem esse reactionem [Do każdego działania zawsze istnieje równa reakcja].

Jednak dodaje także sive corporum duorum actiones in se mutuo semper esse aequales et in partes contrarias dirigi [czyli wzajemne działania dwóch ciał względem siebie są zawsze równe i skierowane do przeciwnych części. ]

Między tymi dwoma sformułowaniami występuje ważna różnica. W pierwszym występuje asymetria, którą można postrzegać jako czasową (działanie przed, reakcja po) lub nawet przyczynową (działanie = przyczyna, reakcja = skutek). Natomiast druga jest całkowicie symetryczna: zachodzą wzajemne działania dwóch ciał, zawsze równe, ale przeciwne.

Niestety w potocznym języku (nie tylko w języku angielskim) przeważyło pierwsze sformułowanie i jest ono używane także w kontekstach bardzo odległych od fizyki. Ale forma symetryczna jest znacznie lepsza i bliższa naszemu obecnemu sposobowi widzenia zjawisk, w którym zawsze jesteśmy w obecności interakcji , bez asymetrii przyczynowej lub czasowej.

Pozwólcie, że wyjaśnię to wszystko na znanym przykładzie. Jest stół lub marmurowy blok o poziomej powierzchni. Mam w dłoni cegłę i delikatnie kładę ją na powierzchni. Pozostaje - co się stało? Jakie siły i jak się narodziły?

Analiza powtarza to, co zostało już powiedziane w innych odpowiedziach. Na cegłę działają dwie przeciwne siły: jedna $ \ vW $ w dół (grawitacja), druga $ \ vR $ rozpiętość> w górę (reakcja samolotu). Wiem, że są przeciwne dzięki drugiej zasadzie: jeśli cegła stoi nieruchomo, siła wypadkowa działająca na nią musi wynosić zero: $$ \ vR = - \ vW. \ tag1 $$

Następnie trzecie prawo mówi, że musi istnieć siła $ \ vB $ , którą cegła przykłada do powierzchni: $$ \ vB = - \ vR. \ tag2 $$ Z (1) i (2) wnioskujemy $$ \ vB = \ vW. $$ Słowem: cegła działa na powierzchnię pod działaniem siły równej jej wadze . Należy zauważyć, że to prawda, ponieważ cegła jest nadal . Gdybym zostawił go, by spadł z dużej odległości, podczas kolizji zmierzylibyśmy $ | \ vB | \ gg | \ vW | $ , przy czym (2) pozostało ważne .

Do tej pory odpowiedziałem tylko na częściowe pytanie: jakie są siły? Zauważyłem, że moja analiza odnosi się do stanu równowagi. Nie mówi nic o tym, co wydarzyło się wcześniej i dlaczego te siły się rozwijają.

Głębsza odpowiedź wymaga bliższego przyjrzenia się powierzchniom stołu i cegły. Są one zbudowane z atomów, ale musimy od razu zauważyć, że w skali atomowej (a także w znacznie wyższej) powierzchnie są dalekie od gładkości. Pełno w nich wżerów, kilofów, zadrapań, grzbietów ... wszelkiego rodzaju nieregularności, znacznie większych niż pojedyncze atomy. W rezultacie spotkanie między cegłą a stołem początkowo interesuje minimalny ułamek atomów obecnych na powierzchni.

Aby wyraźnie zobaczyć, co się dzieje, warto umieścić się w układzie odniesienia poruszającym się z prędkością równą połowie $ v $ . W tej klatce cegła porusza się w dół z prędkością $ v / 2 $ , stół do góry z tą samą prędkością. Zauważ, że to nie jest c.o.m. ramki, ale daje nam symetryczny obraz zachodzącej interakcji.

Podczas podejścia (początkowo prowadzony ręką, nie zapomnij) odległość między stołem a cegłą zmniejsza się, aż niektóre atomy zetkną się. Dokładniej: wiadomo, że siły międzyatomowe są silnie zależne od odległości. Są pomijalne, jeśli centra atomów są oddalone od siebie o więcej niż ułamek nanometra, i rosną bardzo silne i odpychające z mniejszej odległości. Oczywiście siły działają na oba zbliżające się do siebie atomy i mają taką samą wielkość (trzecie prawo Newtona).

Bezpośrednim efektem tych sił jest przemieszczenie oddziałujących atomów z ich pozycji równowagi w ciałach stałych, do których należą. W miarę zbliżania się liczba oddziałujących ze sobą atomów rośnie, a ich przemieszczenia również rosną. Gdy liczba stykających się atomów jest wystarczająco duża, wypadkowe siły działające na stół i cegłę stają się znaczące w skali makroskopowej. Ten działający na stół nie ma żadnego efektu, ponieważ jest przymocowany do ziemi. Wręcz przeciwnie, siła na cegła kontrastuje z grawitacją - wtedy w sposób automatyczny moja ręka reaguje zmniejszając własną siłę, która była konieczna, aby utrzymać cegłę w jej powolnym ruchu w dół. W końcu dochodzi do punktu, w którym moja ręka staje się niepotrzebna: siła stołu nad cegłą równa się grawitacji, a nawet ją pokonuje, spowalniając ruch cegły i ograniczając ją do zatrzymania. Teraz ostateczna równowaga jest ustalona.

Intensywności sił to te opisane wcześniej. Jedyną dodatkową cechą równowagi końcowej - choć ledwo odczuwalnej - jest statyczna deformacja obu ciał. Nie sam stół, cegła też. To, jak bardzo każde ciało ulega wypaczeniu, zależy od jego sztywności: drewniany stół da więcej niż cegła, a marmur mniej (wierzę).

W tej chwili dzieje się coś podobnego ...

Odbicie polodowcowe określa wpływ lądu poruszającego się w górę, po stopieniu lodowców z ostatniej epoki lodowcowej, które uciskały ląd.

To jest pośrednie wcielenie zjawiska, które opisałeś w swoim pytaniu.Zabierz to, to jest kompresowanie rzeczy, a wszystko się zrelaksuje.

Zgadzam się z komentarzem Davida, że jest to kwestia budowania świata.Ale traktując to jako prawdziwą odpowiedź, powiedziałbym, weź naukę i wyrzuć ją do kosza.Trzecie prawo Newtona nie jest rzeczą niezależną, jest to zasadniczo zasada zachowania pędu, która zostanie złamana.Oznacza to zerwanie niezmienności translacji.Prawdopodobnie oznacza to złamanie niezmienniczości Poincarégo na poziomie mikroskopowym.To znaczy.Cząsteczki, jakie znamy, już nie istnieją i pozostaje nam jeden wielki bałagan.Czy fizyka zmienia się w jakiś inny zestaw reprezentacji, który jest nadal spójny sam w sobie?A może pozostaje nam wszechświat, który po prostu nie jest w ogóle spójny (trudno zrozumieć, co to by oznaczało)?

Zasadniczo, jeśli zmienisz jeden mały szczegół z istniejącej fizyki, prawdopodobnie skończysz z niespójnym bałaganem.

P.S .: Nadal podoba mi się pytanie i inne odpowiedzi, które koncentrują się tylko na tym prawie i ignorują możliwe niespójności z resztą nauki.Ale myślałem, że wciąż brakowało odpowiedzi tego rodzaju.

Gdyby grawitacja zniknęła, Ziemia zostałaby rozerwana z powodu jej obrotu, a kawałki lecące we wszystkich kierunkach w płaszczyźnie obrotu, tak jak obiekt, który kręcisz na sznurku, wystrzelą, jeśli pęknie struna.

Planeta już nie jest idealną kulą, ale jest nieco zgnieciona. Dzieje się tak z powodu siły odśrodkowej. To grawitacja sprawia, że ​​jest tak sferyczny, jak jest. Bez grawitacji zgniótłby groteskowo i rozpadłby się.

Możesz nie pożyć wystarczająco długo, aby być tego świadkiem. W momencie zaniku grawitacji atmosfera gwałtownie się obniżyła. Bez grawitacji nie ma ciśnienia powietrza. Prawdopodobnie zostaniesz poważnie zraniony przez obniżenie ciśnienia i stracisz przytomność.

Pomyślmy jednak przez chwilę o planecie, która się nie kręci i na chwilę zapomnijmy o atmosferze. Grawitacja stwarza ogromne ciśnienie we wnętrzu planety. Jeśli grawitacja nagle zniknie, to ciśnienie zostaje zwolnione, jak zwolnienie sprężyny. Spowoduje to aktywność tektoniczną i wulkaniczną, przynajmniej na krótką chwilę, zanim wszystko zacznie się całkowicie rozpadać. W tej chwili utraty grawitacji cała planeta nagle rozszerzy się jak gumowa kula, która została ściśnięta ze wszystkich stron i nagle uwolniona. Ta nagła ekspansja spowoduje wyrzucenie wszystkiego na powierzchnię, jak kopnięcie od wewnątrz.

W przypadku braku grawitacji nic nie jest wypychane, ponieważ nie ma siły, która go popycha.Każdy nieruchomy obiekt pozostanie nieruchomy, a wszystkie inne będą się unosić, ponieważ nic go nie pociągnie.

Myślę, że jest tu pewne zamieszanie między parami sił i przeciwstawną siłą . Załóżmy, że masz osobę, podłogę i Ziemię. Nazwijmy $ F_1 $ siłą, jaką Ziemia wywiera na osobę. Osoba będzie również wywierać siłę na Ziemię. Nazwij to $ F_2 $ . Osoba będzie wywierać siłę na podłogę. Nazwij to $ F_3 $ . Podłoga wywiera siłę na osobę. Nazwij to $ F_4 $ . $ (F_1, F_2) $ i $ (F_3, F_4) $ to pary sił. $ F_4 $ jest siłą przeciwną $ F_1 $ . W przypadku obu par sił i sił przeciwnych istnieją dwie siły działające w przeciwnych kierunkach, ale w przypadku par sił następuje zamiana ciała źródła i ciała, na które ma on wpływ. Na przykład dla $ F_1 $ źródłem jest Ziemia, a dotkniętym ciałem jest osoba, dla $ F_2 $ źródłem jest osoba, a dotkniętym ciałem Ziemia. W przypadku sił przeciwnych dotknięte ciało jest takie samo.

Trzecie prawo Newtona mówi, że każda siła występuje w parze sił, ale nie mówi, że każda siła ma przeciwstawną siłę; gdyby to była prawda, nic by się nie ruszyło. Gdybyś miał wyeliminować $ F_1 $ , to $ F_4 $ pozostałby, a zatem osoba byłaby popchnięty do góry. Jednak nie wynika to z Trzeciego Prawa Newtona, z wyjątkiem tego, że powodem, dla którego istnieje $ F_4 $ są przede wszystkim procesy fizyczne, z których Trzecie Prawo Newtona jest jednym z czynników: $ F_1 $ popycha osobę na podłogę, co powoduje $ F_3 $ i $ F_4 $ zawiera $ F_3 $ jako część pary sił. Chociaż przyczyną $ F_4 $ jest ostatecznie $ F_1 $ , to nie „równa i przeciwna siła” do $ F_1 $ , o której mówi trzecie prawo Newtona. Siła ta wynosi $ F_2 $ , siła przyciągania, jaką Ziemia odczuwa do osoby (ze względu na dużą masę Ziemi przyspieszenie wywoływane przez tę siłę jest bardzo małe, więc jest często ignorowany). Gdyby $ F_1 $ zniknął, zniknąłby również $ F_2 $ . $ F_4 $ pozostanie, przynajmniej przez chwilę (gdy osoba zostanie wystarczająco wysoko wepchnięta, $ F_4 $ span > zniknie), a więc $ F_3 $ również pozostanie. Oznacza to, że osoba nie byłaby już wpychana w podłogę przez grawitację, ale nadal wywierałaby siłę skierowaną w dół na podłogę. Wyobraź sobie sprężynę dociskaną do bloku: jeśli puścisz, sprężyna popchnie blok, a następnie zostanie przyspieszona w przeciwnym kierunku.

Bardziej istotne niż trzecie prawo jest drugie prawo Newtona: jeśli dana osoba nie doświadcza przyspieszenia (w układzie odniesienia Ziemi) grawitacji, wówczas działające na nią siły netto muszą wynosić zero, więc musi istnieć jakaś siła innaniż grawitacja.Jeśli ta siła pozostanie po zniknięciu grawitacji, to siła wypadkowa jest teraz w górę.

Ponieważ jesteśmy w Physics.SE, ta odpowiedź skupia się na bezpośrednich, fundamentalnych interakcjach w bliskim sąsiedztwie (np. OP stojący na płycie twardego materiału) w przeciwieństwie do czegokolwiek innego (jak sama Ziemia jest kompresowana jak wiosna i cierpiący spontaniczny rozpad).

Nie stoisz na Ziemi z powodu praw Newtona. Te prawa po prostu informują cię o tym, co dzieje się z ciałami, gdy działają na nie siły, w ogóle nie mówi o tym, skąd te siły pochodzą.

Stoisz na powierzchni dzięki dwóm z czterech podstawowych interakcji (i oczywiście, jest to uproszczone technicznie, aby zobaczyć krwawe szczegóły, sprawdź link, a jeśli jesteś naprawdę zainteresowany, główne źródła, do których prowadzą linki - ale zasada ma zastosowanie):

• Grawitacja: wiesz o tym.
• Elektromagnetyzm: to nie tylko działanie komputera, ale także ochrona atomów w butach przed zapadnięciem się w atomy podłogi. Jak wiecie, nawet atomy naładowane obojętnie składają się z zewnętrznej powłoki, która jest naładowana ujemnie, i jądra, który jest naładowany dodatnio. Kiedy poszczególne atomy lub cząsteczki zbliżają się do siebie, pierwsza interakcja zachodzi między ich zewnętrznymi powłokami elektronowymi - gdy te zbliżają się coraz bardziej do siebie, odpychają się. Jeśli nie jesteś Wielkim Zderzaczem Hadronów, siła ta powstrzymuje atomy przed bardzo skutecznym zbliżeniem się do siebie; gdy elektrony (powłoki) zbliżają się coraz bardziej do siebie, siła ta staje się absurdalnie duża w porównaniu z grawitacją.
• Możesz zapomnieć o pozostałych dwóch, pojawiają się one tylko w znacznie mniejszej skali, w jądrze.

Te interakcje powodują wszystkie siły, o których wiemy. Dwa z nich powodują wszystkie siły makroskopowe (między atomami); pozostałe dwa powodują wszystkie siły w atomach. Jeśli chcesz, pierwsze dwa wyjaśniają, w jaki sposób atomy oddziałują na siebie; pozostałe dwa podają powód, dla którego subatomowe części atomu w ogóle sklejają się ze sobą (zamiast wszystko jest tylko zupą kwarków).

Regularnie grawitacja przyciąga ciebie i Ziemię do siebie, aż atomy, które tworzą najbardziej zewnętrzną warstwę w twoich butach, zbliżą się do atomów w podłodze, stale zwiększając elektromagnetyczną siłę odpychania działającą w przeciwnym kierunku - aż te znikną i zaczną się poruszać przystanki. W tym momencie, zgodnie z pierwszym prawem Newtona, siły te są równe, ale przeciwne.

Jeśli Grawitacja nagle znika, to w tej chwili pozostaje tylko siła spowodowana przez Elektromagnetyzm. To podniesie Cię nie tylko w górę, ale także, zgodnie z trzecim prawem Newtona, zepchnie Ziemię w dół. Pomijając wszystkie inne efekty (mówiąc absolutnie teoretycznie, bez powietrza itp.), Widoczny efekt będzie polegał na tym, że będziesz się poruszać, ponieważ zgodnie z drugim prawem, do widocznego poruszenia Ziemi potrzeba nieco więcej energii, ale jak mówimy tutaj teoretycznie, tak mówi III prawo - oboje ruszacie się. Siły działają na obie zaangażowane strony.

Jak duża jest ta siła? Dokładnie tak duży, że wcześniej nie zostałeś ściągnięty przez grawitację. Ale jak wyjaśniono wcześniej, oddziaływanie elektromagnetyczne działa na niewiarygodnie krótkich dystansach. Gdy tylko atomy oddalą się nieco od siebie (skala atomowa), siła skutecznie się zatrzyma (choć podobnie jak grawitacja ma w zasadzie nieograniczony zasięg, spada wraz z kwadratem odległości). Chociaż Alfa Centauri w teorii pociąga cię, gdy jesteś na Ziemi, efekt nie ma znaczenia; to samo dotyczy sytuacji, gdy atomy w podeszwach butów oddalają się na najmniejszą odległość od podłogi.

Poprzedni akapit byłby końcem, gdyby twoje ciało i buty były idealnie nieściśliwe i absolutnie sztywne. Ale oczywiście tak nie jest; wszystkie te części są bardzo miękkie (pomyśl o swoim ciele itp .; a wszystkie materiały, z których wykonane są buty, wyginają się bardzo, aby zapewnić komfort). Całe to zachowanie jest również spowodowane tym samym oddziaływaniem elektromagnetycznym. Tak więc istnieje łańcuch odpychania między wszystkimi zaangażowanymi atomami, aw naszym stanie naturalnym (pod wpływem grawitacji) wszystkie są bardzo ściśnięte jak sprężyna. Ta wiosna rozszerza się, gdy grawitacja ustępuje, więc to będzie działającą widzialną siłą ( spowodowaną , ponownie, ściśle przez oddziaływanie elektromagnetyczne).

A więc TL; DR: Nie , trzecie prawo Newtona nie sprawia, że ​​lecisz w górę. Tak , ty i Ziemia rozdzielicie się technicznie, spowodowane interakcją elektromagnetyczną, która była odpowiedzialna za to, że nie połączyliście się z Ziemią, kiedy grawitacja wciąż była w pobliżu. Nie , bezpośrednia atomowa granica między tobą a Ziemią odgrywa tylko znikomą rolę, ponieważ większość miękkich części twojego ciała i ubrania tworzy efektywną sprężynę, więc w grę wchodzą ogromne ilości "warstw" atomów. Nie jestem w stanie obliczyć, ile siły faktycznie działa; oczywiście będzie mały, ale jak możesz zobaczyć i poczuć wiosenną akcję w pracy (szczególnie jeśli nosisz sprężyste buty biegacza ...), możesz założyć, że sprawi, że poruszysz się przynajmniej trochę, zauważalnie, zanim inne elementy (przeciągi powietrza, eksplozja Ziemi itp.) przejmą kontrolę.

Gdyby grawitacja zniknęła, rzeczy, na które wpłynęła grawitacja, nie zostałyby zepchnięte w górę.Jednak równik Ziemi porusza się z prędkością około 465 m / s względem środka, a bez grawitacji rzeczy, które nie byłyby utrzymywane na Ziemi przez inne siły, miałyby tendencję do utrzymywania tej samej prędkości stycznej, a więc ostatecznie uciekłyby z Ziemi.