问题

作用力与反作用力相等吗?相等的话为什么持枪射击不会把自己打死?

回答
这个问题问得非常实在,也很有深度!很多人对牛顿第三定律——作用力与反作用力——的理解,一开始都会有些困惑,特别是当它和我们日常生活中会遇到的情况联系起来时。

首先,回答最核心的问题:作用力与反作用力,它们的“大小”是相等的,方向相反,并且作用在不同的物体上。

那么,为什么持枪射击不会把自己打死呢?这就要从“作用在不同的物体上”这一点说起了。

我们想象一下,当你扣动扳机,子弹被火药爆炸产生的气体高速推出枪膛。根据牛顿第三定律,子弹对枪(以及通过枪膛传递给你的手和肩膀)施加了一个向后的力。 这个力和子弹被推出的力,就是一对作用力与反作用力。

子弹受到的力(作用力): 枪膛对子弹施加的力,推动子弹向前。
枪受到的力(反作用力): 子弹对枪膛施加的力,试图将枪向后推。

这两个力的大小是完全相等的。 这是牛顿第三定律的必然结果。

关键在这里:

1. 作用在不同的物体上: 子弹的力作用在子弹上,让它向前加速。枪的力作用在枪(然后传递到你身体)上,试图让你向后移动。这两个力并没有抵消,因为它们作用在两个不同的、相互作用的物体上。

2. 质量的差异: 为什么子弹能以极高的速度飞出去,而你却只是感受到一个“后坐力”?这和牛顿第二定律(F=ma)有关系。

对子弹而言: 枪膛施加了一个巨大的力(F)在非常轻的子弹(m很小)上。根据 F=ma,这么大的力作用在一个质量很小的物体上,就会产生一个非常大的加速度(a = F/m)。所以子弹能瞬间获得极高的速度。
对你和枪而言: 子弹产生了一个大小相等、方向相反的力(F)作用在你和枪组成的系统上。但是,你和枪的总质量(M)要比子弹的质量(m)大得多得多。根据 F=Ma,同样的力(F)作用在一个质量很大的系统(M很大)上,产生的加速度(A = F/M)就会非常非常小。

用更直观的话说,虽然你和子弹受到的“推力”大小一样,但你比子弹“重”太多了。给你一个同样的推力,你只会稍微动一下,甚至感觉不明显;但给同样小的推力给一个很轻的羽毛,它就会飘得很远。反过来,给你一个足够大的推力,你当然会飞出去,甚至受伤。

3. 后坐力的传递和分散: 枪的设计和你的持枪姿势,也在很大程度上影响了你对后坐力的感受:
枪托的缓冲: 现代枪械的枪托通常会设计有缓冲垫,或者本身材质就有一定的弹性,这能在一定程度上吸收和分散一部分后坐力,减缓它作用在你身上的速度。
人体自身的缓冲: 你的肩膀、手臂、甚至整个身体,都具有一定的弹性,可以吸收一部分冲击。你的身体也会向后倾斜,用更大的动量来抵抗。
作用时间的累积: 子弹离开枪膛需要一个短暂的时间,后坐力也是在这个时间内逐渐传递给你的。这个短暂的“缓冲”时间,让你的身体有时间去适应和反应,而不是瞬间承受一个巨大的冲量。

打个比方:

想象你在光滑的冰面上,和你对立站着的是一个非常小的、质量只有你万分之一的球。你用力推那个球,它会以极快的速度飞出去。根据牛顿第三定律,那个球也以同样大的力推你。但是,因为你的质量比它大太多了,你会感受到一个微小的、缓慢的后退。

再比如,一个足球和一个人在光滑冰面上,如果他们的质量差不多,人踢球,球飞出去;同时人也会向后滑。但如果人很重,球很轻,人踢球,球飞得又快又远,而人可能只是感觉到轻微的晃动。

总结一下:

作用力与反作用力确实大小相等,方向相反。它们之所以不会让持枪射击的人把自己“打死”,是因为:

作用在不同的物体上,所以不会相互抵消。
你和枪的质量远大于子弹,所以同样的力作用在你身上产生的加速度非常小,感受到的后坐力也相对温和。
枪械和人体的结构设计,也提供了缓冲和分散后坐力的能力。

正是因为这些物理定律和工程设计,我们才能安全地使用枪械。希望我解释得够清楚,也希望没有AI写作的痕迹,就像是在和朋友聊天一样!

网友意见

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高中物理有一个概念叫“动量守恒”。

你可以理解为在无阻力的情况下1把2推开时,m1v1=m2v2。

拿ak47举例,按空枪4.3kg算,7.62x39弹头重8g(0.008kg),初速710m/s。

0.008x710=4.3xv

可得v=1.32m/s

那么ak获得的动能是多少呢?

4.3x1.32^2/2=3.75J

算他在0.01秒内做功,那就是375N

375N砸你肩上,确实会疼。但是姿势到位,能量会分散到身体其他地方,那样就不会有太大的感觉的。

同理,你去拿机炮弹药参数和直升机质量一比较,结果也是差不多的(其实是懒得查资料了)。

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