牛顿运动定律在什么情况下适用

牛顿运动定律是一种基于绝对时空的所谓超距离作用及其相应的超距离作用，这意味着分离的物体不需要任何媒介或时间来传递它们的相互作用。也就是说，互动是以无限的速度传递的。

除了上述基本思想，在牛顿时代，人们理解了互动。例如，万有引力、磁铁之间的磁力和接触物体之间的作用力都是沿着相互作用物体的连线方向，相互作用物体的移动速度在恒速范围内。

在这种情况下，牛顿从实验中发现了第三定律。“每一种效应总是有相等的反应和它的相对阻力；换句话说，两个物体之间的相互作用总是相等的，并且相互指向对方。”作用力和反作用力相等、相反且共线。它们相互作用，同时产生。他们性质相同。这些往往是我们在讲授这一定律时应该强调的内容。此外，在一定范围内，牛顿第三定律与物质系统的动量守恒密切相关。

然而，随着人们对物体间相互作用认识的发展，电和磁的联系在19世纪被发现，电场和磁场的概念被确立。除了沿着静电荷之间的连接线相互作用的库仑力之外，还发现移动电荷也受到磁场力，即洛伦兹力的影响。移动的电荷会激发磁场，因此两个移动的电荷之间存在相互作用。在对电磁现象研究的基础上，麦克斯韦(1831-1879)完成了对电磁现象及其定律的大规模综合，并在1855-1873年间建立了系统的电磁理论。人们发现，电磁作用是以有限的速度(光速C)通过电磁场传播的，后来电磁波的发现证实了这一点。

物理学的进一步发展表明，牛顿第三定律并不适用于所有的相互作用。如果静电荷之间的库仑相互作用是沿着连接两个电荷的线的方向，并且静电作用可以被视为以“无限速度”传输的超距离作用，因此牛顿第三定律仍然适用，那么牛顿第三定律不适用于移动电荷之间的相互作用。如图所示，移动电荷B通过受激磁场作用在移动电荷A上的力是(不沿着AB的连接线)，而移动电荷A的磁场此时对电荷B没有力(它们之间的库仑力未在图中示出)。由此可以看出，此刻没有反作用力，作用和反作用力定律在这里是无效的。

实验证明，电磁场传播的短程效应总是有时间延迟的。牛顿第三定律显然不适用于具有延迟效应的相互作用。事实上，牛顿第三定律只有当沿着两个物体的连线的作用(称为向心力)和这个作用的传递时间(即直接的超距作用)可以忽略时才有效。

然而，在牛顿力学体系中，与第三定律密切相关的动量守恒定律是一个普遍的自然定律。随着电磁相互作用的参与，动量的概念应该从物理动量扩展到包含场的动量。从物理粒子的机械动量守恒到所有粒子和场的总动量守恒，动量守恒定律成为普遍的守恒定律。