ന്യൂട്ടന്റെ മൂന്നാം ചലന നിയമം: ശക്തിയും പ്രതിപ്രവർത്തനവും
ഭൗതികശാസ്ത്രത്തിലെ അടിസ്ഥാന തത്വങ്ങളിൽ ഒന്നാണ് സർ ഐസക് ന്യൂട്ടൻ ആവിഷ്കരിച്ച ചലന നിയമങ്ങൾ. ഈ നിയമങ്ങൾ പ്രപഞ്ചത്തിലെ വസ്തുക്കളുടെ ചലനം എങ്ങനെ സംഭവിക്കുന്നു എന്ന് വിശദീകരിക്കുന്നു. മൂന്ന് നിയമങ്ങളിൽ മൂന്നാമത്തേത്, പലപ്പോഴും "പ്രവർത്തന-പ്രതിപ്രവർത്തന നിയമം" (Action-Reaction Law) എന്ന് വിളിക്കപ്പെടുന്നു, ഇത് നമ്മുടെ ദൈനംദിന ജീവിതത്തിൽ പോലും നിരന്തരം കാണുന്ന ഒരു പ്രതിഭാസമാണ്. ഈ നിയമം എന്താണെന്നും, അത് എങ്ങനെ പ്രവർത്തിക്കുന്നുവെന്നും, അതിന്റെ പ്രാധാന്യം എന്താണെന്നും നമുക്ക് വിശദമായി പരിശോധിക്കാം.
എന്താണ് ന്യൂട്ടന്റെ മൂന്നാം ചലന നിയമം?
ന്യൂട്ടന്റെ മൂന്നാം ചലന നിയമം വളരെ ലളിതവും എന്നാൽ അതീവ പ്രാധാന്യമുള്ളതുമായ ഒരു പ്രസ്താവനയാണ്:
"ഓരോ പ്രവർത്തനത്തിനും (Action) തുല്യവും വിപരീതവുമായ ഒരു പ്രതിപ്രവർത്തനം (Reaction) ഉണ്ട്."
ഇതിന്റെ അർത്ഥം, ഒരു വസ്തു മറ്റൊരു വസ്തുവിൽ ഒരു ബലം (Force) പ്രയോഗിക്കുമ്പോൾ, രണ്ടാമത്തെ വസ്തു ആദ്യത്തെ വസ്തുവിൽ അതേ അളവിലുള്ളതും എന്നാൽ വിപരീത ദിശയിലുള്ളതുമായ ഒരു ബലം തിരിച്ച് പ്രയോഗിക്കുന്നു എന്നതാണ്. ഈ ബലങ്ങൾ എപ്പോഴും ജോഡികളായി (pairs) ആണ് നിലനിൽക്കുന്നത്. ഇവയെ "പ്രവർത്തന-പ്രതിപ്രവർത്തന ജോഡി" (Action-Reaction Pair) എന്ന് വിളിക്കുന്നു.
നിയമത്തിന്റെ പ്രധാന സവിശേഷതകൾ
- വ്യത്യസ്ത വസ്തുക്കളിൽ പ്രവർത്തിക്കുന്നു (Acts on Different Bodies): പ്രവർത്തനവും പ്രതിപ്രവർത്തനവും എപ്പോഴും രണ്ട് വ്യത്യസ്ത വസ്തുക്കളിൽ ആയിരിക്കും പ്രവർത്തിക്കുക. ഉദാഹരണത്തിന്, നിങ്ങൾ ഒരു മതിലിൽ തട്ടുമ്പോൾ, നിങ്ങളുടെ കൈ മതിലിൽ ഒരു ബലം പ്രയോഗിക്കുന്നു (പ്രവർത്തനം), അതേസമയം മതിൽ നിങ്ങളുടെ കൈയിൽ ഒരു ബലം തിരിച്ച് പ്രയോഗിക്കുന്നു (പ്രതിപ്രവർത്തനം).
- ഒരേ സമയം സംഭവിക്കുന്നു (Simultaneous Occurrence): ഈ ബലങ്ങൾ ഒരേ സമയത്താണ് ഉണ്ടാകുന്നത്. ഒരു ബലം ഉണ്ടാകാനും മറ്റൊന്ന് ഉണ്ടാകാനും കാത്തുനിൽക്കേണ്ടതില്ല. അവ ഒരേ നിമിഷം സംഭവിക്കുന്നു.
- തുല്യ അളവും വിപരീത ദിശയും (Equal Magnitude and Opposite Direction): പ്രവർത്തന ബലത്തിന്റെ അളവ് പ്രതിപ്രവർത്തന ബലത്തിന്റെ അളവിന് തുല്യമായിരിക്കും. എന്നാൽ അവയുടെ ദിശ പരസ്പരം വിപരീതമായിരിക്കും.
$$F_{AB} = -F_{BA}$$
ഇവിടെ, $$F_{AB}$$ എന്നത് A എന്ന വസ്തു B യിൽ പ്രയോഗിക്കുന്ന ബലവും, $$F_{BA}$$ എന്നത് B എന്ന വസ്തു A യിൽ പ്രയോഗിക്കുന്ന ബലവുമാണ്. നെഗറ്റീവ് ചിഹ്നം ബലങ്ങൾ വിപരീത ദിശയിലാണെന്ന് സൂചിപ്പിക്കുന്നു. - ഒരേ സ്വഭാവമുള്ള ബലങ്ങൾ (Forces of the Same Nature): ഒരു പ്രവർത്തന-പ്രതിപ്രവർത്തന ജോഡിയിലെ ബലങ്ങൾ ഒരേ സ്വഭാവമുള്ളവയായിരിക്കും (ഉദാ: ഗുരുത്വാകർഷണ ബലം, വൈദ്യുതകാന്തിക ബലം, സ്പർശന ബലം തുടങ്ങിയവ).
നിത്യജീവിതത്തിലെ ഉദാഹരണങ്ങൾ
ന്യൂട്ടന്റെ മൂന്നാം ചലന നിയമം നമ്മുടെ ചുറ്റും നിരന്തരം പ്രവർത്തിക്കുന്നുണ്ട്. ചില ഉദാഹരണങ്ങൾ താഴെ നൽകുന്നു:
1. നടക്കുന്നത് (Walking)
നമ്മൾ നടക്കുമ്പോൾ, നമ്മുടെ പാദങ്ങൾ തറയെ പിന്നോട്ട് തള്ളുന്നു (പ്രവർത്തനം). ഇതിന് പ്രതിപ്രവർത്തനമായി, തറ നമ്മുടെ പാദങ്ങളെ മുന്നോട്ട് തള്ളുന്നു. ഈ പ്രതിപ്രവർത്തന ബലമാണ് നമ്മളെ മുന്നോട്ട് നീങ്ങാൻ സഹായിക്കുന്നത്.
2. റോക്കറ്റ് വിക്ഷേപണം (Rocket Propulsion)
ഒരു റോക്കറ്റ് മുകളിലേക്ക് പറന്നുയരുന്നത് ഈ നിയമം അനുസരിച്ചാണ്. റോക്കറ്റ് അതിന്റെ എഞ്ചിനിലൂടെ ഉയർന്ന വേഗതയിൽ വാതകങ്ങളെ താഴേക്ക് തള്ളുന്നു (പ്രവർത്തനം). ഈ വാതകങ്ങൾ റോക്കറ്റിനെ മുകളിലേക്ക് തള്ളുന്നു (പ്രതിപ്രവർത്തനം).
3. നീന്തൽ (Swimming)
ഒരു നീന്തൽക്കാരൻ വെള്ളത്തിൽ കൈകാലുകൾ ഉപയോഗിച്ച് വെള്ളത്തെ പിന്നോട്ട് തള്ളുമ്പോൾ (പ്രവർത്തനം), വെള്ളം നീന്തൽക്കാരനെ മുന്നോട്ട് തള്ളുന്നു (പ്രതിപ്രവർത്തനം).
4. തോക്കിന്റെ പിന്നോട്ട് വലിയൽ (Gun Recoil)
ഒരു തോക്കിൽ നിന്ന് വെടിയുതിർക്കുമ്പോൾ, തോക്ക് ബുള്ളറ്റിനെ മുന്നോട്ട് തള്ളുന്നു (പ്രവർത്തനം). ഇതിന് പ്രതിപ്രവർത്തനമായി, ബുള്ളറ്റ് തോക്കിനെ പിന്നോട്ട് തള്ളുന്നു. ഇതാണ് തോക്ക് പിന്നോട്ട് വലിയാൻ കാരണം.
തെറ്റിദ്ധാരണകളും യാഥാർത്ഥ്യവും
ന്യൂട്ടന്റെ മൂന്നാം നിയമവുമായി ബന്ധപ്പെട്ട് ഒരു സാധാരണ തെറ്റിദ്ധാരണയുണ്ട്: "പ്രവർത്തനവും പ്രതിപ്രവർത്തനവും തുല്യവും വിപരീതവുമായതിനാൽ, അവ പരസ്പരം റദ്ദാക്കുകയും അതിനാൽ ചലനം സാധ്യമല്ലാതാക്കുകയും ചെയ്യുന്നു." ഇത് തെറ്റായ ധാരണയാണ്.
എന്തുകൊണ്ട് ചലനം സാധ്യമാകുന്നു?
ഇതിന്റെ ഉത്തരം നിയമത്തിന്റെ പ്രധാന സവിശേഷതകളിലൊന്നിലാണ്: പ്രവർത്തനവും പ്രതിപ്രവർത്തനവും രണ്ട് വ്യത്യസ്ത വസ്തുക്കളിൽ ആണ് പ്രവർത്തിക്കുന്നത്. ഉദാഹരണത്തിന്, നിങ്ങൾ ഒരു ഫർണിച്ചർ തള്ളുമ്പോൾ, നിങ്ങൾ ഫർണിച്ചറിൽ ഒരു ബലം പ്രയോഗിക്കുന്നു (പ്രവർത്തനം). ഫർണിച്ചർ നിങ്ങളിൽ ഒരു ബലം തിരിച്ച് പ്രയോഗിക്കുന്നു (പ്രതിപ്രവർത്തനം). ഫർണിച്ചറിന്റെ ചലനം അതിൽ നിങ്ങൾ പ്രയോഗിക്കുന്ന ബലത്തെ ആശ്രയിച്ചിരിക്കും, അല്ലാതെ ഫർണിച്ചർ നിങ്ങളിൽ പ്രയോഗിക്കുന്ന ബലത്തെയല്ല. നിങ്ങളുടെ ചലനം നിങ്ങൾക്കുമേൽ പ്രയോഗിക്കുന്ന ബലങ്ങളെ ആശ്രയിച്ചിരിക്കും. അതിനാൽ, അവ പരസ്പരം റദ്ദാക്കുന്നില്ല, കാരണം അവ ഒരേ വസ്തുവിൽ അല്ല പ്രവർത്തിക്കുന്നത്.
ഉപസംഹാരം
ന്യൂട്ടന്റെ മൂന്നാം ചലന നിയമം പ്രപഞ്ചത്തിലെ ബലങ്ങളുടെ സ്വഭാവത്തെക്കുറിച്ചുള്ള നമ്മുടെ ധാരണയ്ക്ക് അത്യന്താപേക്ഷിതമാണ്. ലളിതമെങ്കിലും, റോക്കറ്റ് വിക്ഷേപണം മുതൽ നമ്മുടെ ദൈനംദിന നടത്തം വരെ, നമ്മുടെ ചുറ്റുമുള്ള ലോകത്തിലെ മിക്കവാറും എല്ലാ ചലനങ്ങളെയും ഇത് വിശദീകരിക്കുന്നു. ഈ നിയമം ശാസ്ത്രീയ കണ്ടുപിടിത്തങ്ങൾക്കും സാങ്കേതിക വികാസങ്ങൾക്കും അടിത്തറയിടുകയും ഭൗതികശാസ്ത്രത്തിന്റെ സങ്കീർണ്ണതകൾ ലളിതമായി മനസ്സിലാക്കാൻ സഹായിക്കുകയും ചെയ്യുന്നു.
Take a Quiz Based on This Article
Test your understanding with AI-generated questions tailored to this content