作用反作用の法則

スケート靴を履いて滑らかな氷の上に友達と並んで立っている場面を想像してみてください。じっと立っている友達の背中を両手で力いっぱい押したら、友達だけが前に跳ね飛ばされるでしょうか？ 実際には友達だけでなく、自分自身もスーッと後ろに押し戻されてしまいます。

自分は確かに友達を押しただけなのに、自分の手や足にも後ろ向きの力が伝わったことになります。自分が友達に力（作用）を加えたまさにその瞬間、友達の体も自分の手を同じ強さで反対方向へ押し返す（反作用）からです。

このように、世の中のすべての力は常に2つの物体の間の相互作用としてしか現れません。両手を打ち合わせて拍手をするときに右手だけが一方的に左手を叩くことができないように、自然界にたったひとつだけで孤独に存在する力はありません。

私たちが地面の上を歩けるのもまったく同じ原理です。足の裏で硬い地面を後ろへ蹴り出すと、地面が私たちの体を前へ押し出してくれるため、前進することができるのです。

宇宙空間のように空気も足場となる地面もない、がらんとした真空の中で、巨大なロケットはどうやって前に進むことができるのでしょうか？ 多くの人はロケットが機体の後ろにある空気や大地を力強く押しのけて前進していると考えがちですが、実はまったく違います。

ロケットは周囲の物質を押す代わりに、自ら積み込んだ燃料を燃やしてガスを後方へものすごいスピードで噴射します。ロケットがガスを後ろへ押し出す瞬間、噴き出されたガスがロケット本体を前へ力強く押し返してくれる力が生まれるのです。

プールで水を手足で後ろへかき出して前に泳ぎ進むのも同じです。水を後ろへ押した分だけ、水が自分の体を前へ押し出してくれる反作用が生じます。

空気をパンパンに入れた風船の口を結ばずに手を離すとどうなるでしょうか？ 空気が風船の外へ勢いよく抜け出し、風船は空気が出ていく向きと反対の方向へとあちこち飛んでいきます。周囲に何もない空間であっても、噴射する物質さえあればどこでも前に進むことができるのです。

もう少し正確に言うと、作用と反作用は力の大きさが完全に等しいものの、2つの力が互いを相殺して打ち消し合うことはありません。なぜなら、2つの力が作用する対象（目的語）が互いに異なるからです。

自分が壁を押すとき、作用の力は「壁」に加わり、反作用の力は「自分の手」に加わります。1つの物体を両側から同じ力で引っ張り合って静止させる「力のつり合い」とは異なり、作用・反作用は2つの物体が力を1つずつやり取りしている状態なのです。

また、大きなダンプカーと小さな軽自動車が正面衝突するときも、2台の車がお互いに及ぼし合う力の大きさは完全に等しくなります。多くの人はトラックのほうが大きな力を及ぼしていると錯覚しますが、力の大きさは寸分の狂いもなく同じです。

それでは、なぜ軽自動車のほうがはるかに大きなダメージを受けるのでしょうか？ 同じ力を受けても、トラックより質量がはるかに小さい軽自動車ははるかに急激な速度変化（加速度）を経験し、大きく跳ね飛ばされるからです。車体がどれだけ潰れるかは同じ力に耐えられる車体の頑丈さによるため、一般的にトラックより強度の低い軽自動車側のほうが大破してしまうのです。