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{{NoteTA|G1=物理学}}
'''牛顿第三定律'''（{{lang|en|Newton's third law}}），在[[经典力学]]里阐明，当两个物体相互作用时，彼此施加于对方的力，其大小相等、方向相反。<ref name=Halliday>{{citation |last=Halliday |first=David |coauthors=Robert Resnick, Jearl Walker|title = Fundamental of Physics|publisher = John Wiley and Sons, Inc.|location = USA|edition = 7th|isbn=0-471-23231-9|year=2005}}</ref>{{rp|88f}}[[力]]必会成双结对地出现：其中一道力称为「作用力」；而另一道力则称为「反作用力」（[[拉丁语]] ''actio'' 与 ''reactio'' 的翻译），又称「抗力」；两道力的大小相等、方向相反。它们之间的分辨，是纯然任意的；任何一道力都可以被认为是作用力，而其对应的力自然地成为伴随的反作用力。这成对的作用力与反作用力称为「配对力」。牛顿第三定律又称为「作用与反作用定律」，在本文内简称为「第三定律」。
第三定律以方程式表达为
:<math>\sum \mathbf{F}_{A,B} = - \sum \mathbf{F}_{B,A}</math> ；
其中，<math>\mathbf{F}_{A,B}</math> 是物体B施加于物体A的力，<math>\mathbf{F}_{B,A}</math> 是物体A施加于物体B的力。
==两种版本==
[[File:Weak Action and Interaction Law Example.svg|250px|right|thumb|当两个[[带电粒子]]都以相同速度 <math>\mathbf{v}</math> 移动时，带正电粒子 <math>+q</math> 会感受到[[电场力]] <math>\mathbf{F}_E</math> 、[[磁场力]] <math>\mathbf{F}_M</math> 与[[淨力]] <math>\mathbf{F}_T</math> ，带负电粒子 <math>-q</math> 会感受到电场力 <math>-\mathbf{F}_E</math> 、磁场力 <math>-\mathbf{F}_M</math> 与淨力 <math>-\mathbf{F}_T</math> 。注意到作用力 <math>\mathbf{F}_T</math> 和反作用力 <math>-\mathbf{F}_T</math> 不同线。在本图内，速度 <math>\mathbf{v}</math> 的大小不按比例绘製。]]
作用与反作用定律又分为两种版本：强版本和弱版本。这里，第三定律所表述的是「弱版作用与反作用定律」。而「强版作用与反作用定律」，除了弱版作用与反作用定律所要求的以外，还要求作用力和反作用力都作用在同一条[[直线]]上。[[万有引力]]与[[静电]]力都遵守强版作用与反作用定律。可是，在某些状况下，作用力和反作用力并不同线（两作用点的连线）。例如，两个呈[[平移运动]]的[[电荷]]，其平移速度相同，但是，并不垂直于两电荷的连线，由[[毕奥-萨伐尔定律#等速运动的点电荷所产生的电场和磁场|必欧-沙伐点电荷定律]]与[[洛伦兹力]]定律所算出的作用力和反作用力并不同线。这对力只遵守弱版作用与反作用定律。又例如，假设两个呈[[平移运动]]的电荷，其移动的速度相互垂直，则它们各自感受到的电磁力不遵守弱版作用与反作用定律。<ref name="Herb1980">{{cite book en|last=Goldstein|first=Herbert|title=Classical Mechanics|year=1980| location=United States of America | publisher=Addison Wesley| edition= 3rd| isbn=0201657023}}</ref>{{rp|7}}<ref name="Griffiths1998">{{citation| author=Griffiths, David J.|title=Introduction to Electrodynamics (3rd ed.)| publisher=Prentice Hall |year=1998|isbn=0-13-805326-X}}</ref>{{rp|349-351}}
== 牛顿的论述 ==
拉丁文原版第三定律的英文与中文翻译分别为<ref name=Newton83>{{Harvnb|Newton|1846|pp=83-93}}</ref>
{{quote|To every action there is always opposed an equal reaction: or the mutual actions of two bodies upon each other are always equal, and directed to contrary parts.<BR/><BR/>
每一个作用力都对应著一个相等反抗的反作用力：也就是说，两个物体彼此施加于对方的力总是大小相等、方向相反。}}
[[File:Itokawa Towed By Horse.svg|right|350px|thumb|马拉石头案例示意图。同样颜色的两个向量标志代表一对作用力与反作用力。]]
牛顿用马拉石头的例子来解释。假设用马来拖拉石头，则马也会同样地被石头拖拉，因为分别在两端繫住马和石头的绳索，其施加于马的[[张力]] <math>\mathbf{T}_{\mathrm{h,s}}</math> 来自于石头的拖拉，会趋于将马拉向石头，如同其施加于石头的[[张力]] <math>\mathbf{T}_{\mathrm{s,h}}</math> 来自于马的拖拉，会趋于将石头拉向马一般，这力 <math>\mathbf{T}_{\mathrm{h,s}}</math> 会阻碍马的拖拉，如同力 <math>\mathbf{T}_{\mathrm{s,h}}</math> 会促使石头的前进一般。
既然马与石头都同样拖拉对方，为什麽马与石头会朝著马的方向（称为前方）前进，而不是朝著石头的方向（称为后方）前进？这是因为马与石头已经朝著前方呈匀速运动前进，石头感受到来自于马的张力 <math>\mathbf{T}_{\mathrm{s,h}}</math> 恰巧抵销了石头遭遇的摩擦力 <math>\mathbf{f}_{\mathrm{s,g}}</math> （朝著后方），即 <math>\mathbf{T}_{\mathrm{s,h}}=-\mathbf{f}_{\mathrm{s,g}}</math> ，没有淨力促使其加速或减速，马感受到来自于石头的张力 <math>\mathbf{T}_{\mathrm{h,s}}</math> 又恰巧抵销了地面施加于马的摩擦力 <math>\mathbf{f}_{\mathrm{h,g}}</math> （朝著前方）， <math>\mathbf{T}_{\mathrm{h,s}}=-\mathbf{f}_{\mathrm{h,g}}</math> ，淨力也等于零，所以马与石头仍旧会朝著马的方向呈匀速运动。注意到 <math>\mathbf{f}_{\mathrm{h,g}}</math> 与 <math>\mathbf{T}_{\mathrm{h,s}}</math> 不是一对作用力与反作用力； <math>\mathbf{f}_{\mathrm{h,g}}</math> 与马施加于地面的摩擦力 <math>\mathbf{f}_{\mathrm{g,h}}</math> 是一对作用力与反作用力。同样地，<math>\mathbf{f}_{\mathrm{s,g}}</math> 与 <math>\mathbf{T}_{\mathrm{s,h}}</math> 不是一对作用力与反作用力； <math>\mathbf{f}_{\mathrm{s,g}}</math> 与马施加于地面的摩擦力 <math>\mathbf{f}_{\mathrm{g,s}}</math> 是一对作用力与反作用力。
假设在最开始时，马与石头都呈静止状态，而石头感受到来自于马的张力 <math>\mathbf{T}_{\mathrm{s,h}}</math> 大于石头遭遇的摩擦力 <math>\mathbf{f}_{\mathrm{s,g}}</math> ，即 <math>|\mathbf{T}_{\mathrm{s,h}}|>|\mathbf{f}_{\mathrm{s,g}}|</math> ，则石头感受到的淨力 <math>\mathbf{T}_{\mathrm{s,h}}+\mathbf{f}_{\mathrm{s,g}}</math> 会促使石头呈加速度运动。由这加速度运动所生成的惯性力，其与淨力之间的关系为大小相等、方向相反。
牛顿然后谈到[[碰撞]]问题。假设物体A碰撞到物体B，改变了物体B的运动，则物体A也会朝反方向改变运动。由于这碰撞而造成的两个物体各自对应的运动改变，假设没有其它外力介入，则其动量的改变等同，而不是速度的改变等同。由于两个物体各自的动量改变，其大小相等、方向相反，所以每个物体的速度改变与质量成反比。
牛顿用第三定律来推导出[[动量守恒]]。<ref name=Newton83/>但是，根据高等物理理论，动量守恒比第三定律更为基础（应用[[诺特定理|诺特定理]]，可以从伽利略不变性推导出动量守恒）。更普遍的动量守恒并不依赖于牛顿定律<ref name="Griffiths1998"/>{{rp|349-351}}<ref>{{cite journal | author = 赵超先 | title = 对有电磁作用时的牛顿第三定律的讨论 |journal = 《现代物理知识》|volume=2007年第6期}} </ref>。
为了要证实第三定律的正确性，牛顿想出一个实验。假设在两个互相吸引的物体A、B之间，置入一个隔离体C，防阻物体A、B聚集在一起。假若物体A或物体B之中有任何一个物体感受到更大的吸引力，例如，假若物体A感受到的吸引力大于物体B感受到的吸引力，则与物体B施加于隔离体C的压力相比，物体A会施加更大的压力于隔离体C。因此，隔离体C不会处于平衡状态，它会与物体A、B共同朝著物体B的方向移动，而且永远呈加速度运动。这样的结果违背了第一定律。根据第一定律，假若无外力施加，则物体物体的运动速度不会改变。所以，物体A、B分别施加于隔离体C的压力，应该大小相等、方向相反；物体A、B彼此施加于对方的吸引力，也应该大小相等、方向相反。<ref name=Newton83/>
做这实验并不困难。牛顿将[[磁铁|磁石]]与铁块分别置入两隻浮于水上的小船。由于磁石与铁块之间的吸引力，两隻小船互相吸引，碰撞在一起，达成平衡静止状态。这样，牛顿证实了第三定律正确无误。<ref name=Newton83/>
== 成双结对的配对力 ==
根据第三定律，力是物体与物体之间的相互作用，[[力]]必会成双结对地出现：<ref>{{cite journal
| title = Newton's third law revisited
| author = C Hellingman
| journal = Phys. Educ.
| volume = 27
| year = 1992
| issue = 2
| pages = 112–115
| quote = Quoting Newton in the ''Principia'': It is not one action by which the Sun attracts Jupiter, and another by which Jupiter attracts the Sun; but it is one action by which the Sun and Jupiter mutually endeavour to come nearer together.
| doi = 10.1088/0031-9120/27/2/011|bibcode = 1992PhyEd..27..112H }}</ref>其中一个力称为「作用力」；而另一个力则称为「反作用力」（[[拉丁语|拉丁语]] ''actio'' 与 ''reactio'' 的翻译），又称「抗力」；两个力的大小相等、方向相反。它们之间的分辨，是纯然任意的；任何一个力都可以被认为是作用力，而其对应的力自然地成为伴随的反作用力。这成对的作用力与反作用力称为「配对力」或「第三定律配对力」。<ref name=Halliday/>第三定律又称为「作用与反作用定律」。
[[File:Skaters showing newtons third law.svg|thumb|right|200px|两位溜冰者彼此施加作用力于对方。]]
如右图所示，两位溜冰者彼此施加于对方的力，大小相同，方向相反。虽然彼此施加的力的大小相同，两者各自的加速度并不一样。根据第二定律，质量较轻者的加速度比较大。
==错误和正确的基本物理概念==
<!--link 反作用力-->
作用力与反作用力这基本物理概念，时常会被许多人一知半解地应用。这也许是因为以下几个原因：教导水平太低、经常有许多学术界刊物（包括教科书）作不正确地阐述、偶然翻阅，[[牛顿运动定律]]显得相当反直觉。第三定律的现代字句为
{{quote|当两个物体互相作用时，彼此施加于对方的力，其大小相等、方向相反。}}
在这裡，必须清楚明瞭一个重点：这反作用力是施加于另外一个物体，而不是施加于感受到作用力的物体。举例而言，假设物体A、B彼此施加[[万有引力]]于对方，当物体A施加吸引力于物体B时（作用力），物体B也同时施加吸引力于物体A（大小相等、方向相反的反作用力）。
另外有一点必须铭记在心：这反作用力与作用力的物理本质是完全相同的。假若作用力的本质是万有引力，那麽，反作用力的本质也是万有引力。假若，作用力与反作用力的物理本质不相同，则此分析必不正确；绝对不能接受这不正确的分析。
===正确分析实例===
*环绕著[[太阳]]，[[地球]]依循轨道运行。这是因为地球感受到太阳的万有引力（作用力）。这里，作用力的角色是[[向心力]]，吸引地球在太阳的附近。同时，太阳感受到地球的万有引力（反作用力），与作用力大小相等、方向相反（在这里，吸引著太阳往地球移动） 。因为太阳的[[质量]]超大于地球，看起来地球的吸引对于太阳并没有造成任何影响；实际而言，太阳有被地球影响。关于这两个天体的共同运动（忽略所有其它天体），一个正确的描述是，环绕著整个系统的质心，它们都依循轨道运行。
*思考一个铅球，悬挂在一根（不能伸展的）钢缆的末端。而钢缆的另一端紧繫于实验室的天花板。因为万有引力，铅球被地球吸引（作用力）。对应的反作用力是铅球施加于地球的万有引力: 这与钢缆完全无关；实际上，甚至在没有钢缆时，反作用力仍旧存在。从另一方面看，如果钢缆的[[张力]]将铅球向上拉，阻止它下落，那麽铅球也同时以张力拉著钢缆，其大小相等、方向相反。如果，对于天花板，这简单的系统是静止的（绝对没有加速度），根据[[牛顿第一定律]]，铅球感受到的[[淨力|淨外力]]等于零，这淨外力是两种不同力（地球的地心引力与钢缆的张力）的向量和。这两种力的大小相等、方向相反；也就是说，它们互补。但是，这并不表示它们是一对作用力与反作用力，它们不是一对作用力与反作用力。
*为了要检查这些概念的解释是否正确，可以将钢缆改换为[[弹簧]]。如果这新系统最初是静止的（相对于实验室参考系）。则前面的分析也适合。但是，如果，这系统现在感受到[[微扰理论|微扰]]（例如，铅球被轻轻的推一下或拉一下），铅球会开始上下震动。由于加速度的产生，根据[[牛顿第一定律]]，淨外力不等于零。可是，铅球与地球的质量都没有改变；铅球与地球质心之间的距离也几乎一样。所以，源于万有引力的作用力与反作用力仍旧不变。不同的是现在这系统已变为[[动力]]系统，铅球感受到的万有引力暂时地与[[胡克定律|弹力]]失去平衡。弹力的大小与方向都随时间而改变（震动频律跟弹簧的弹簧常数有关）。弹力和弹簧的长度变化量成线性关系。
===错误分析实例===
*第三定律时常会以一种简单的，但不完全或不正确的句子陈述：
::[[作用力]]与[[反作用力]]的大小相等、方向相反。
::对于每一道[[作用力]]，都有一道大小相等、方向相反的[[反作用力]]。
:这些句子没有清楚地表述出，[[作用力]]与[[反作用力]]是施加于不同的物体。并不是因为两道力恰巧大小相等、方向相反，它们就能够自动形成，符合第三定律的，一个「作用力－反作用力」的力对。
[[File:BookNormal.svg|thumb|right|200px|稳定置放在桌子上的书本感受到的各种力。]]
*作用力与反作用力问题时常会跟[[静态平衡]]（{{lang|en|static equilibrium}}）混淆。例如，思考这个句子：
::如右图所示，一本书稳定地置放在桌子上。书的[[重量]] <math>m\mathbf{g}</math> ，一道将它往下拉的力，与桌子的反作用力 <math>\mathbf{N}</math> ，一道将它往上推的力，两道力互相平衡。
:这句子并不符合第三定律的正确含意。这两道力的本质不同，这两道力都施加于同一个物体，它们不可能成为作用力－反作用力的力对。实际而言，书本施加于桌子的接触力 <math>\mathbf{F}_C</math> ，其反作用力是桌子施加于书本的力 <math>\mathbf{N}</math> ，而这接触力 <math>\mathbf{F}_C</math> 等于书的[[重量]] <math>m\mathbf{g}</math> 。无论如何，[[静止]]的概念与第三定律毫不相关。
*另外一个非常常见的错误想法：
::[[离心力]]是[[向心力]]的[[反作用力]]。
:明显地，如果一个物体，同时受到一道[[离心力]]与一道大小相等、方向相反的[[向心力]]，[[淨力]]等于零；这物体不会呈[[圆周运动]]。[[离心力]]是道[[伪力]]（{{lang|en|fictitious force}}）：只有从[[非惯性参考系]]观测，才会测量出或计算出[[离心力]]的存在。
==参阅==
[[File:Thirdlaw.ogv|200px|thumb|right|[[麻省理工学院]]物理教授[[瓦尔特·列文]]（{{lang|zh|Walter Lewin}}）讲解第三定律。<ref>Walter Lewin, [http://ocw.mit.edu/courses/physics/8-01-physics-i-classical-mechanics-fall-1999/video-lectures/lecture-6/ Newton's First, Second, and Third Laws], Lecture 6. (14:11–16:00)</ref> ]]
*[[伊萨克·牛顿]]
*<!--link 反作用力-->
*[[牛顿运动定律]]
**[[牛顿第一定律]]
**[[牛顿第二定律]]
**牛顿第三定律
*[[物理学定律列表]]
{{经典力学}}
==参考文献==
{{reflist|2}}
*{{Citation
| last = Newton
| first = Isaac
| title = Newton's Principia : the mathematical principles of natural philosophy
| publisher = Daniel Adee
| year = 1846
| location = New York
| url = http://www.archive.org/details/newtonspmathema00newtrich
}} 请上网阅读作者Andrew Motte的英文翻译。
*{{cite book|last = 费曼|first = 理查|authorlink = 理查·费曼|last2 = 雷顿|first2 = 罗伯|last3 = 山德士|first3 = 马修|title = 费曼物理学讲义 I－力学、辐射与热 （2）力学 |publisher =天下文化书|location =台湾|date = 2006|isbn =9789864178599 }}
{{DEFAULTSORT:N}}
[[Category:艾萨克·牛顿]]
[[Category:基本物理概念]]
[[Category:物理定律]]
[[Category:经典力学]]
[[en:Newton's third law]]
[[pt:Terceira lei de Newton]]
'''牛顿第三定律'''（{{lang|en|Newton's third law}}），在[[经典力学]]里阐明，当两个物体相互作用时，彼此施加于对方的力，其大小相等、方向相反。<ref name=Halliday>{{citation |last=Halliday |first=David |coauthors=Robert Resnick, Jearl Walker|title = Fundamental of Physics|publisher = John Wiley and Sons, Inc.|location = USA|edition = 7th|isbn=0-471-23231-9|year=2005}}</ref>{{rp|88f}}[[力]]必会成双结对地出现：其中一道力称为「作用力」；而另一道力则称为「反作用力」（[[拉丁语]] ''actio'' 与 ''reactio'' 的翻译），又称「抗力」；两道力的大小相等、方向相反。它们之间的分辨，是纯然任意的；任何一道力都可以被认为是作用力，而其对应的力自然地成为伴随的反作用力。这成对的作用力与反作用力称为「配对力」。牛顿第三定律又称为「作用与反作用定律」，在本文内简称为「第三定律」。
第三定律以方程式表达为
:<math>\sum \mathbf{F}_{A,B} = - \sum \mathbf{F}_{B,A}</math> ；
其中，<math>\mathbf{F}_{A,B}</math> 是物体B施加于物体A的力，<math>\mathbf{F}_{B,A}</math> 是物体A施加于物体B的力。
==两种版本==
[[File:Weak Action and Interaction Law Example.svg|250px|right|thumb|当两个[[带电粒子]]都以相同速度 <math>\mathbf{v}</math> 移动时，带正电粒子 <math>+q</math> 会感受到[[电场力]] <math>\mathbf{F}_E</math> 、[[磁场力]] <math>\mathbf{F}_M</math> 与[[淨力]] <math>\mathbf{F}_T</math> ，带负电粒子 <math>-q</math> 会感受到电场力 <math>-\mathbf{F}_E</math> 、磁场力 <math>-\mathbf{F}_M</math> 与淨力 <math>-\mathbf{F}_T</math> 。注意到作用力 <math>\mathbf{F}_T</math> 和反作用力 <math>-\mathbf{F}_T</math> 不同线。在本图内，速度 <math>\mathbf{v}</math> 的大小不按比例绘製。]]
作用与反作用定律又分为两种版本：强版本和弱版本。这里，第三定律所表述的是「弱版作用与反作用定律」。而「强版作用与反作用定律」，除了弱版作用与反作用定律所要求的以外，还要求作用力和反作用力都作用在同一条[[直线]]上。[[万有引力]]与[[静电]]力都遵守强版作用与反作用定律。可是，在某些状况下，作用力和反作用力并不同线（两作用点的连线）。例如，两个呈[[平移运动]]的[[电荷]]，其平移速度相同，但是，并不垂直于两电荷的连线，由[[毕奥-萨伐尔定律#等速运动的点电荷所产生的电场和磁场|必欧-沙伐点电荷定律]]与[[洛伦兹力]]定律所算出的作用力和反作用力并不同线。这对力只遵守弱版作用与反作用定律。又例如，假设两个呈[[平移运动]]的电荷，其移动的速度相互垂直，则它们各自感受到的电磁力不遵守弱版作用与反作用定律。<ref name="Herb1980">{{cite book en|last=Goldstein|first=Herbert|title=Classical Mechanics|year=1980| location=United States of America | publisher=Addison Wesley| edition= 3rd| isbn=0201657023}}</ref>{{rp|7}}<ref name="Griffiths1998">{{citation| author=Griffiths, David J.|title=Introduction to Electrodynamics (3rd ed.)| publisher=Prentice Hall |year=1998|isbn=0-13-805326-X}}</ref>{{rp|349-351}}
== 牛顿的论述 ==
拉丁文原版第三定律的英文与中文翻译分别为<ref name=Newton83>{{Harvnb|Newton|1846|pp=83-93}}</ref>
{{quote|To every action there is always opposed an equal reaction: or the mutual actions of two bodies upon each other are always equal, and directed to contrary parts.<BR/><BR/>
每一个作用力都对应著一个相等反抗的反作用力：也就是说，两个物体彼此施加于对方的力总是大小相等、方向相反。}}
[[File:Itokawa Towed By Horse.svg|right|350px|thumb|马拉石头案例示意图。同样颜色的两个向量标志代表一对作用力与反作用力。]]
牛顿用马拉石头的例子来解释。假设用马来拖拉石头，则马也会同样地被石头拖拉，因为分别在两端繫住马和石头的绳索，其施加于马的[[张力]] <math>\mathbf{T}_{\mathrm{h,s}}</math> 来自于石头的拖拉，会趋于将马拉向石头，如同其施加于石头的[[张力]] <math>\mathbf{T}_{\mathrm{s,h}}</math> 来自于马的拖拉，会趋于将石头拉向马一般，这力 <math>\mathbf{T}_{\mathrm{h,s}}</math> 会阻碍马的拖拉，如同力 <math>\mathbf{T}_{\mathrm{s,h}}</math> 会促使石头的前进一般。
既然马与石头都同样拖拉对方，为什麽马与石头会朝著马的方向（称为前方）前进，而不是朝著石头的方向（称为后方）前进？这是因为马与石头已经朝著前方呈匀速运动前进，石头感受到来自于马的张力 <math>\mathbf{T}_{\mathrm{s,h}}</math> 恰巧抵销了石头遭遇的摩擦力 <math>\mathbf{f}_{\mathrm{s,g}}</math> （朝著后方），即 <math>\mathbf{T}_{\mathrm{s,h}}=-\mathbf{f}_{\mathrm{s,g}}</math> ，没有淨力促使其加速或减速，马感受到来自于石头的张力 <math>\mathbf{T}_{\mathrm{h,s}}</math> 又恰巧抵销了地面施加于马的摩擦力 <math>\mathbf{f}_{\mathrm{h,g}}</math> （朝著前方）， <math>\mathbf{T}_{\mathrm{h,s}}=-\mathbf{f}_{\mathrm{h,g}}</math> ，淨力也等于零，所以马与石头仍旧会朝著马的方向呈匀速运动。注意到 <math>\mathbf{f}_{\mathrm{h,g}}</math> 与 <math>\mathbf{T}_{\mathrm{h,s}}</math> 不是一对作用力与反作用力； <math>\mathbf{f}_{\mathrm{h,g}}</math> 与马施加于地面的摩擦力 <math>\mathbf{f}_{\mathrm{g,h}}</math> 是一对作用力与反作用力。同样地，<math>\mathbf{f}_{\mathrm{s,g}}</math> 与 <math>\mathbf{T}_{\mathrm{s,h}}</math> 不是一对作用力与反作用力； <math>\mathbf{f}_{\mathrm{s,g}}</math> 与马施加于地面的摩擦力 <math>\mathbf{f}_{\mathrm{g,s}}</math> 是一对作用力与反作用力。
假设在最开始时，马与石头都呈静止状态，而石头感受到来自于马的张力 <math>\mathbf{T}_{\mathrm{s,h}}</math> 大于石头遭遇的摩擦力 <math>\mathbf{f}_{\mathrm{s,g}}</math> ，即 <math>|\mathbf{T}_{\mathrm{s,h}}|>|\mathbf{f}_{\mathrm{s,g}}|</math> ，则石头感受到的淨力 <math>\mathbf{T}_{\mathrm{s,h}}+\mathbf{f}_{\mathrm{s,g}}</math> 会促使石头呈加速度运动。由这加速度运动所生成的惯性力，其与淨力之间的关系为大小相等、方向相反。
牛顿然后谈到[[碰撞]]问题。假设物体A碰撞到物体B，改变了物体B的运动，则物体A也会朝反方向改变运动。由于这碰撞而造成的两个物体各自对应的运动改变，假设没有其它外力介入，则其动量的改变等同，而不是速度的改变等同。由于两个物体各自的动量改变，其大小相等、方向相反，所以每个物体的速度改变与质量成反比。
牛顿用第三定律来推导出[[动量守恒]]。<ref name=Newton83/>但是，根据高等物理理论，动量守恒比第三定律更为基础（应用[[诺特定理|诺特定理]]，可以从伽利略不变性推导出动量守恒）。更普遍的动量守恒并不依赖于牛顿定律<ref name="Griffiths1998"/>{{rp|349-351}}<ref>{{cite journal | author = 赵超先 | title = 对有电磁作用时的牛顿第三定律的讨论 |journal = 《现代物理知识》|volume=2007年第6期}} </ref>。
为了要证实第三定律的正确性，牛顿想出一个实验。假设在两个互相吸引的物体A、B之间，置入一个隔离体C，防阻物体A、B聚集在一起。假若物体A或物体B之中有任何一个物体感受到更大的吸引力，例如，假若物体A感受到的吸引力大于物体B感受到的吸引力，则与物体B施加于隔离体C的压力相比，物体A会施加更大的压力于隔离体C。因此，隔离体C不会处于平衡状态，它会与物体A、B共同朝著物体B的方向移动，而且永远呈加速度运动。这样的结果违背了第一定律。根据第一定律，假若无外力施加，则物体物体的运动速度不会改变。所以，物体A、B分别施加于隔离体C的压力，应该大小相等、方向相反；物体A、B彼此施加于对方的吸引力，也应该大小相等、方向相反。<ref name=Newton83/>
做这实验并不困难。牛顿将[[磁铁|磁石]]与铁块分别置入两隻浮于水上的小船。由于磁石与铁块之间的吸引力，两隻小船互相吸引，碰撞在一起，达成平衡静止状态。这样，牛顿证实了第三定律正确无误。<ref name=Newton83/>
== 成双结对的配对力 ==
根据第三定律，力是物体与物体之间的相互作用，[[力]]必会成双结对地出现：<ref>{{cite journal
| title = Newton's third law revisited
| author = C Hellingman
| journal = Phys. Educ.
| volume = 27
| year = 1992
| issue = 2
| pages = 112–115
| quote = Quoting Newton in the ''Principia'': It is not one action by which the Sun attracts Jupiter, and another by which Jupiter attracts the Sun; but it is one action by which the Sun and Jupiter mutually endeavour to come nearer together.
| doi = 10.1088/0031-9120/27/2/011|bibcode = 1992PhyEd..27..112H }}</ref>其中一个力称为「作用力」；而另一个力则称为「反作用力」（[[拉丁语|拉丁语]] ''actio'' 与 ''reactio'' 的翻译），又称「抗力」；两个力的大小相等、方向相反。它们之间的分辨，是纯然任意的；任何一个力都可以被认为是作用力，而其对应的力自然地成为伴随的反作用力。这成对的作用力与反作用力称为「配对力」或「第三定律配对力」。<ref name=Halliday/>第三定律又称为「作用与反作用定律」。
[[File:Skaters showing newtons third law.svg|thumb|right|200px|两位溜冰者彼此施加作用力于对方。]]
如右图所示，两位溜冰者彼此施加于对方的力，大小相同，方向相反。虽然彼此施加的力的大小相同，两者各自的加速度并不一样。根据第二定律，质量较轻者的加速度比较大。
==错误和正确的基本物理概念==
<!--link 反作用力-->
作用力与反作用力这基本物理概念，时常会被许多人一知半解地应用。这也许是因为以下几个原因：教导水平太低、经常有许多学术界刊物（包括教科书）作不正确地阐述、偶然翻阅，[[牛顿运动定律]]显得相当反直觉。第三定律的现代字句为
{{quote|当两个物体互相作用时，彼此施加于对方的力，其大小相等、方向相反。}}
在这裡，必须清楚明瞭一个重点：这反作用力是施加于另外一个物体，而不是施加于感受到作用力的物体。举例而言，假设物体A、B彼此施加[[万有引力]]于对方，当物体A施加吸引力于物体B时（作用力），物体B也同时施加吸引力于物体A（大小相等、方向相反的反作用力）。
另外有一点必须铭记在心：这反作用力与作用力的物理本质是完全相同的。假若作用力的本质是万有引力，那麽，反作用力的本质也是万有引力。假若，作用力与反作用力的物理本质不相同，则此分析必不正确；绝对不能接受这不正确的分析。
===正确分析实例===
*环绕著[[太阳]]，[[地球]]依循轨道运行。这是因为地球感受到太阳的万有引力（作用力）。这里，作用力的角色是[[向心力]]，吸引地球在太阳的附近。同时，太阳感受到地球的万有引力（反作用力），与作用力大小相等、方向相反（在这里，吸引著太阳往地球移动） 。因为太阳的[[质量]]超大于地球，看起来地球的吸引对于太阳并没有造成任何影响；实际而言，太阳有被地球影响。关于这两个天体的共同运动（忽略所有其它天体），一个正确的描述是，环绕著整个系统的质心，它们都依循轨道运行。
*思考一个铅球，悬挂在一根（不能伸展的）钢缆的末端。而钢缆的另一端紧繫于实验室的天花板。因为万有引力，铅球被地球吸引（作用力）。对应的反作用力是铅球施加于地球的万有引力: 这与钢缆完全无关；实际上，甚至在没有钢缆时，反作用力仍旧存在。从另一方面看，如果钢缆的[[张力]]将铅球向上拉，阻止它下落，那麽铅球也同时以张力拉著钢缆，其大小相等、方向相反。如果，对于天花板，这简单的系统是静止的（绝对没有加速度），根据[[牛顿第一定律]]，铅球感受到的[[淨力|淨外力]]等于零，这淨外力是两种不同力（地球的地心引力与钢缆的张力）的向量和。这两种力的大小相等、方向相反；也就是说，它们互补。但是，这并不表示它们是一对作用力与反作用力，它们不是一对作用力与反作用力。
*为了要检查这些概念的解释是否正确，可以将钢缆改换为[[弹簧]]。如果这新系统最初是静止的（相对于实验室参考系）。则前面的分析也适合。但是，如果，这系统现在感受到[[微扰理论|微扰]]（例如，铅球被轻轻的推一下或拉一下），铅球会开始上下震动。由于加速度的产生，根据[[牛顿第一定律]]，淨外力不等于零。可是，铅球与地球的质量都没有改变；铅球与地球质心之间的距离也几乎一样。所以，源于万有引力的作用力与反作用力仍旧不变。不同的是现在这系统已变为[[动力]]系统，铅球感受到的万有引力暂时地与[[胡克定律|弹力]]失去平衡。弹力的大小与方向都随时间而改变（震动频律跟弹簧的弹簧常数有关）。弹力和弹簧的长度变化量成线性关系。
===错误分析实例===
*第三定律时常会以一种简单的，但不完全或不正确的句子陈述：
::[[作用力]]与[[反作用力]]的大小相等、方向相反。
::对于每一道[[作用力]]，都有一道大小相等、方向相反的[[反作用力]]。
:这些句子没有清楚地表述出，[[作用力]]与[[反作用力]]是施加于不同的物体。并不是因为两道力恰巧大小相等、方向相反，它们就能够自动形成，符合第三定律的，一个「作用力－反作用力」的力对。
[[File:BookNormal.svg|thumb|right|200px|稳定置放在桌子上的书本感受到的各种力。]]
*作用力与反作用力问题时常会跟[[静态平衡]]（{{lang|en|static equilibrium}}）混淆。例如，思考这个句子：
::如右图所示，一本书稳定地置放在桌子上。书的[[重量]] <math>m\mathbf{g}</math> ，一道将它往下拉的力，与桌子的反作用力 <math>\mathbf{N}</math> ，一道将它往上推的力，两道力互相平衡。
:这句子并不符合第三定律的正确含意。这两道力的本质不同，这两道力都施加于同一个物体，它们不可能成为作用力－反作用力的力对。实际而言，书本施加于桌子的接触力 <math>\mathbf{F}_C</math> ，其反作用力是桌子施加于书本的力 <math>\mathbf{N}</math> ，而这接触力 <math>\mathbf{F}_C</math> 等于书的[[重量]] <math>m\mathbf{g}</math> 。无论如何，[[静止]]的概念与第三定律毫不相关。
*另外一个非常常见的错误想法：
::[[离心力]]是[[向心力]]的[[反作用力]]。
:明显地，如果一个物体，同时受到一道[[离心力]]与一道大小相等、方向相反的[[向心力]]，[[淨力]]等于零；这物体不会呈[[圆周运动]]。[[离心力]]是道[[伪力]]（{{lang|en|fictitious force}}）：只有从[[非惯性参考系]]观测，才会测量出或计算出[[离心力]]的存在。
==参阅==
[[File:Thirdlaw.ogv|200px|thumb|right|[[麻省理工学院]]物理教授[[瓦尔特·列文]]（{{lang|zh|Walter Lewin}}）讲解第三定律。<ref>Walter Lewin, [http://ocw.mit.edu/courses/physics/8-01-physics-i-classical-mechanics-fall-1999/video-lectures/lecture-6/ Newton's First, Second, and Third Laws], Lecture 6. (14:11–16:00)</ref> ]]
*[[伊萨克·牛顿]]
*<!--link 反作用力-->
*[[牛顿运动定律]]
**[[牛顿第一定律]]
**[[牛顿第二定律]]
**牛顿第三定律
*[[物理学定律列表]]
{{经典力学}}
==参考文献==
{{reflist|2}}
*{{Citation
| last = Newton
| first = Isaac
| title = Newton's Principia : the mathematical principles of natural philosophy
| publisher = Daniel Adee
| year = 1846
| location = New York
| url = http://www.archive.org/details/newtonspmathema00newtrich
}} 请上网阅读作者Andrew Motte的英文翻译。
*{{cite book|last = 费曼|first = 理查|authorlink = 理查·费曼|last2 = 雷顿|first2 = 罗伯|last3 = 山德士|first3 = 马修|title = 费曼物理学讲义 I－力学、辐射与热 （2）力学 |publisher =天下文化书|location =台湾|date = 2006|isbn =9789864178599 }}
{{DEFAULTSORT:N}}
[[Category:艾萨克·牛顿]]
[[Category:基本物理概念]]
[[Category:物理定律]]
[[Category:经典力学]]
[[en:Newton's third law]]
[[pt:Terceira lei de Newton]]