لم نعتبر بعد الاتزان الاستاتيكي للأنظمة التي تتكون من عدة أجسام قد تؤثر بقوى على بعضها البعض. ولكي نناقش تلك الأنظمة ينبغي لنا تقديم خاصية مهمة جدا للقوى لم تذكر حتى الآن ولا يمكن استنتاجها من أي شيء ذُكِرَ هنا حتى هذه المرحلة. نص نيوتن لهذه الخاصية هو:

لكل فعل يوجد دائما رد فعل عكسي مساو؛ أو الفعلان المتبادلان المؤثران على جسمين يكونان دائمًا متساويين، ويتجهان نحو نقطتين متضادتين.

يسمى هذا قانون نيوتن الثالث للحركة. ويستمر نيوتن في إعطاء بعض الأمثلة عن القانون الثالث:

إذا ضغطت على حجر بإصبعك، فإن الحجر يضغط أيضًا على إصبعك. إذا سحب حصان حجرًا مربوطًا بحبل، فإن الحصان (إذا جاز لي أن أقول ذلك) يُسحب للوراء نحو الحجر بنفس القدر ...

باللغة الحديثة، يمكن صياغة القانون الثالث كما يلي:

لكل قوة يؤثر بها A على B، يؤثر B بقوة مساوية ومضادة في الاتجاه على A.

تسمى هاتان القوتان بزوج «الفعل – رد الفعل».

إن للقانون الثالث نتائج مهمة جدًّا ويلزم في الأساس الفهم التام لما يؤكده هذا القانون. دعنا ننظر مرة أخرى للمثال 2–1 (الكتلة على الأرضية). هناك قوتان تؤثران على الكتلة:(قوة الجاذبية المؤثرة بواسطة الكرة الأرضية) و(قوة التماس المؤثرة بواسطة الأرضية). إن رد الفعل تجاه هو قوة الجاذبية المؤثرة على سطح الكرة الأرضية بواسطة الكتلة. وتُمَثَّل هذه القوة بالمتجه –؛ أي إن مقدار قوة الجاذبية المؤثرة على سطح الكرة الأرضية بواسطة الكتلة هو W، لكن اتجاه هذه القوة لأعلى، ورد فعل  هو قوة التماس التي تؤثر على الأرضية بواسطة الكتلة. وكما ذكرنا من قبل، فإن هذه القوة هي قوة كهربية قصيرة المدى للغاية. لهذه القوة نفس مقدار  لكنها في الاتجاه المعاكس (لأسفل)، وتمثل بالمتجه –.

يوجد سوء فهم شائع بأن  و هما زوج من فعل ورد فعل. لاحظ أن القوتين في زوج من فعل ورد فعل لا تؤثّران على نفس الجسم (إحدى القوتين تؤثّر بواسطة A على B بينما تؤثر الأخرى بواسطة B على A). وبما أن و تؤثران على نفس الجسم (الكتلة)، فلا يمكن أن تكونا زوجًا من فعل ورَدّ فعل. علاوة على ذلك، القوتان في زوج من فعل ورد فعل تكونان من نفس المصدر الفيزيائي مثلا كلتاهما قوتا جاذبية أو كلتاهما قوتا تماس. لكن W قوة جاذبية وN قوة تماس؛ لذا نرى مرة أخرى أنهما لا يمكن أن تكونا زوجًا من فعل ورد فعل.

القانون الثالث ينطبق حتى لو لم تكن الأجسام قيد الاعتبار في حالة اتزان. فمثلا: أي جسم يسقط في اتجاه الكرة الأرضية يؤثر بقوة جاذبية على الكرة الأرضية تكون مساوية في المقدار ومضادة في الاتجاه لقوة الجاذبية التي تؤثر بها الكرة الأرضية على الجسم. عندما يضرب مضرب في لعبة كرة القاعدة كرةً، فإن الكرة تؤثر على المضرب بقوة مساوية في المقدار ومضادة في الاتجاه للقوة التي يؤثر بها المضرب على الكرة. لكن يوجد تناقض شائع يطرحه هذا السؤال: «إذا كانت القوة التي تؤثّر بها الكرة على المضرب مساوية في المقدار ومضادة في الاتجاه للقوة التي يؤثر بها المضرب على الكرة، فلماذا إذن تتسارع الكرة؟ الإجابة من قانون نيوتن الثاني الذي ينص على أن تسارع الكرة يتناسب مع محصلة القوة المؤثرة على الكرة. وبذلك تكون القوة التي تؤثر بها القوة على المضرب ليست ذات صلة بمسألة تسارع الكرة من عدمه.

إن إغراء توصيف (على نحو خاطئ)  و أنهما زوج من فعل ورد فعل تنشأ جزئيا من حقيقة أنه عند الاتزان  = – إذا ما اعتبرنا حالة عدم اتزان تكون الكتلة فيها على أرضية مصعد يتسارع لأعلى؛ فإن القوة المحصلة المؤثرة على الكتلة لا تساوي صفرًا؛ أي +  ≠ 0 تتسارع الكتلة في هذه الحالة لأعلى لأن قوة التماس لأعلى التي تؤثر بها الأرضية على الكتلة تكون أكبر من قوة الجاذبية لأسفل التي تؤثر بها الكرة الأرضية على الكتلة. ومع ذلك، يكون قانون نيوتن الثالث صالحًا: قوة الجاذبية التي تؤثر بها الكتلة على الكرة الأرضية تكون مساوية ومضادة لقوة الجاذبية التي تؤثر بها الكرة الأرضية على الكتلة، وقوة التماس التي تؤثر بها الكتلة على الأرضية تكون مساوية في المقدار ومضادة في الاتجاه لقوة التماس التي تؤثر بها الأرضية على الكتلة.

على وجه الدقة، ليست جميع القوى في الطبيعة تتبع تمامًا القانون الثالث. (مع تعديل مناسب لمنطوق القانون الثالث تكون جميع القوى خاضعة للقانون. ومع ذلك، فإن المنطوق المعدل يكون مختصرًا نوعًا ما وغير مفيد بالنسبة لهدفنا.) ومع ذلك، إذا ابتعدنا (كما سنفعل في هذا الكتاب) عن الحالات التي تنتج فيها كمية كبيرة من الإشعاع الكهرومغناطيسي، يكون القانون الثالث صحيحًا، أحد الأمثلة الشائعة لقوة تنتهك القانون الثالث ، يُستشهد به (على نحو خاطئ)، هو لقوة مغناطيسية بين قطعتي سلك، تحمل كلٌّ منهما تيارًا كهربيًّا. في الواقع، لا يمكن قياس القوة بين قطعتين تحملان تيارا كهربيًّا، القوة الوحيدة التي يكون لها مغزى فيزيائي هي القوة بين حلقتي سلك مغلقتين هذا ما يتبع القانون الثالث.

مواضيع ذات صلة

أنظمة لأكثر من جسيم واحد

كمية التحرك الزاوية والقوة المركزية

الحركة الدورانية

امثلة عن الاتزان الاستاتيكي للأجسام الممتدة

الاتزان الاستاتيكي للأجسام الممتدة

تعريف العزم

تذبذبات صغيرة لبندول

اعتبارات الطاقة في الحركة التوافقية البسيطة

الحل الهندسي للمعادلة التفاضلية للحركة التوافقية البسيطة، دائرة المرجع

الحل باستخدام حساب التفاضل والتكامل

قانون هوك والمعادلة التفاضلية للحركة التوافقية البسيطة

القدرة ووحدات الشغل