火箭或太空穿梭機的動力是從何處而來?
因為火箭會:
A. 向周圍的空氣施力,使自己加速。
B. 把燃燒燃料時產生的氣體噴出,利用氣體給予的反作用力使自己加速起動。
【題解】 火箭飛行的原理,其實與槍炮回彈的原理相同:
在火箭能成功發射上太空前,人們誤以為火箭是靠向周圍的空氣施力使自己加速的。但正確概念如前所述,不需要周圍的空氣,所以火箭在太空中也能產生動力推進。
渡輪停泊在碼頭後,船員會用船上的繩索把渡輪紮緊在碼頭上(),為甚麼要這樣做呢?
試從下方選擇適合的項目:
(1)防止風浪很大時,渡輪會移離碼頭
(2)防止風平浪靜時,渡輪會移離碼頭
【題解】 為什麼風平浪靜時也需紮緊繩索呢?我們先討論人從小艇跳上岸的情況()。
當一個人從靜止的小艇跳上岸時,人的腳會對小艇施加一個向後的力,這道力便會使小艇向後退。根據牛頓第三定律,小艇會對人的腳施加一個向前的反作用力使人向前移動。
換言之,若沒有把小艇用繩索紮在岸上,人跳上岸時,小艇便移離岸邊,人會跌落水中。同一道理,當渡輪停泊在碼頭後,為免在人們上岸時,船隻會愈漂愈遠,船員必須用繩索把船紮緊在碼頭上。
一輛載著強力風扇和「防滑鏈軚」的貨車剛小心停在薄冰前,由於薄冰上行車容易產生事故,司機正煩惱如何通過它。試點擊畫面上的貨車油門、風扇或裝著「防滑鏈軚」的軚架。您可以幫司機通過薄冰嗎?
中的模擬結果顯示,以下設定貨車可通過薄冰:
【題解】引擎把動力傳遞至輪軚,要令車子前進,靠的是地面和輪軚之間的摩擦力(見汽車行走原理)。然而,若路面光滑或摩擦力太小時(情況 \(1\)),貨車便不能前進。
如果貨車上沒有備用輪軚、風扇一啟動(情況 \(2\)),風扇會向空氣施予一個力,根據牛頓第三定律,空氣亦給貨車一個反作用力。由於車子受到一個向右的淨力,所以會向右移動。
如果貨車上有備用輪軚、啟動風扇時(情況 \(3\)),風扇會給空氣一個力,空氣亦會給備用輪軚一個力,推着備用輪軚。由於備用輪軚已經安裝在貨車上,成為了貨車一部分,因此貨車也受到一個向左的力。
這個力,和空氣給貨車的反作用力,同時都是施加在貨車上的。而且這兩個力大小相等、方向相反,所以便會互相抵消。故此,如果要貨車移動,就要把備用輪軚棄置於車外才成(情況 \(2\))。
下圖顯示一名和尚正在打坐,根據牛頓第三定律,各力分別有其反作用力存在著:
推箱子的時候,當施力太小,施力會被摩擦力抵消,箱子的淨力便等於零。根據牛頓第一定律,箱子會維持靜止狀態:
當馬兒拉木頭車時,馬會施予木頭車一個拉力,即是「馬拉車子的力」。根據牛頓第三定律,木頭車也會給馬兒一個反作用力,即中「車拉馬的力」。
若考慮馬和車為一個系統,這兩個力便會互相抵消,不會對系統的運動構成影響。然而馬兒確實可以令車子的運動狀態改變,為什麼呢?
你可在中,瀏覽不同觀察系統(馬兒、木頭車和馬兒加木頭車)下的敘述。