力相等和力平衡:成人和小孩拉动弹簧秤,指示针会发生什么变化

时间:2024-06-25 09:17:03

【题】成人和小孩拉动同一个弹簧秤,成人能拉动100牛顿,小孩只能拉动30牛顿。请问,如果两人同时朝相反的方向拉动同一根弹簧秤,那么弹簧秤的指示针会出现什么样的变化呢?

力相等和力平衡:成人和小孩拉动弹簧秤,指示针会发生什么变化

【解】如果我们不加以思考,会想当然地认为既然成年人拉动弹簧秤的环那头需要用100牛顿的力,而小孩拉动弹簧秤的钩的那头需要用30牛顿的力,那么弹簧秤的指示针肯定会指向130牛顿。

这个想法是错误的。要想用100牛顿的力去拉动物体,必须有相等的反作用力,否则是拉动不起来的。综合上述情况来看,小孩所用的不超过30牛顿的力就是反作用力,因此,成人要拉动弹簧秤只需要用不超过30牛顿的力就可以了。换言之,弹簧秤的指示针最终会停留在30牛顿这个刻度上。

也许有些人觉得不太理解,他们认为握着弹簧秤的小孩完全没有用力拉秤。但是,我们发现,作用力和反作用力相等,在任何条件下都不会被破坏。所以,要是小孩没有用力去拉弹簧秤,成年人怎么可能在弹簧秤上拉出哪怕1牛顿的力来?

如果将力相等和力平衡这两个概念的类似“解释”(因为作用力和反作用力是施加在不同物体上的,所以它们从来都无法平衡)混淆了,那么不但将事情的本质遮盖了,而且还会使人们错误地去理解牛顿第三定律。

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