放學了! 狐狸貓、小數蛙、梨梨與麥麥相約到公園溜滑板 四個人溜了好一陣子後 小數蛙靈機一動 想到一個好玩的新遊戲! 遊戲的玩法是: 兩個人面對面 分別站在滑板上靜止不動 接著麥麥用手推梨梨 一秒後看誰移動的速度比較快 誰就贏了 梨梨和麥麥兩個人很快的就玩了起來 一旁的狐狸貓想起了之前曾看過的科學節目內容 他瞬間有了一個想法 便拿出筆記本 把梨梨和麥麥在遊玩過程中的一些細節記錄下來 小數蛙好奇的湊過來看狐狸貓在做什麼 狐狸貓說: 「我們來玩個有獎徵答!」 小數蛙興奮的說: 「當然好啊!」 狐狸貓宣布了題目: 如果在光滑平面且不考慮摩擦力的情況下 當麥麥用手推梨梨 一秒後誰移動的速度比較快? 小數蛙在答題之前 先借了狐狸貓的筆記來看 上面記錄了幾個提示 1. 梨梨加滑板的總質量是8公斤 2. 麥麥加滑板的總質量是6公斤 3. 梨梨被向後推出所產生的加速度是每秒平方3公尺 4. 假設地面是光滑的平面 不考慮摩擦力 小數蛙一時之間還是沒有頭緒 他翻了翻自己的理化手札 看到關於牛頓第三運動定律的敘述: 每一個作用力皆對應有一個大小相同 方向相反的反作用力 他眼睛一亮 終於知道如何著手解題了! 小數蛙決定先尋找在溜滑板遊戲中 梨梨與麥麥之間的作用力與反作用力在哪裡 狐狸貓在一旁鼓勵小數蛙: 如果可以成功找出能推算出答案的作用力與反作用力 我就請你吃冰! 螢幕前的你 能幫幫小數蛙嗎? 麥麥推梨梨的力是「作用力」 而麥麥自己也會受到一個反作用力! 根據牛頓第三運動定律的敘述 作用力與反作用力的大小相同 所以 只要找出麥麥推梨梨的力 就能知道麥麥所受到的反作用力 但是 推力要怎麼計算出來呢? 小數蛙發現牛頓第二定律中F=ma的公式 可以計算出兩人所受的推力 藉由狐狸貓的筆記 梨梨加上滑板的總質量是8公斤 他被向後推出所產生的加速度是每秒平方3公尺 套入公式中後 就可以算出梨梨所受的推力F 等於8公斤乘以每秒平方3公尺 等於24牛頓 而作用力大小等於反作用力大小 所以我們可以知道麥麥所受到的反作用力F 也是24牛頓 24牛頓等於6公斤乘以每秒平方a公尺 得到a等於4 也就是麥麥的加速度為每秒平方4公尺 計算出兩人的加速度後 小數蛙終於找到答案了: 當麥麥推梨梨時 因為麥麥受到反作用力所產生的加速度比較大 所以我們可以推得一秒後麥麥移動的速度比較快 當兩人互推時 狐狸貓用10牛頓的力推小數蛙 自己也會受到一個10牛頓的反作用力 而小數蛙用10牛頓的力推狐狸貓 自己同樣也會受到一個10牛頓的反作用力 所以兩人分別都會受到一個10牛頓的作用力和一個10牛頓的反作用力 總共為20牛頓的力 你答對了嗎? 成功地找出問題答案後 小數蛙整理了所有解題時 需要的牛頓第三運動定律相關重點 提醒自己複習: 每個作用力皆對應有一個大小相同 方向相反的反作用力 當作用力消失時 反作用力即消失 作用力與反作用力兩者無法互相抵消