Oglądając tenis, lub jakikolwiek inny sport, oglądasz demonstrację fizyki, tylko z większym wiwatowaniem niż typowy eksperyment fizyczny. Centralnym punktem akcji są trzy prawa ruchu opisane w 1687 r. Przez Sir Isaaca Newtona, mistrza Wielkiego Szlema z czasów przedindustrialnych. Pod wieloma względami mecz tenisowy jest sprawdzianem, którego gracz manipuluje prawami Newtona, aby uzyskać jak największy efekt.
Wideo dnia
Prawo
Pierwsze prawo ruchu Newtona jest powszechnie nazywane prawem bezwładności: Obiekt w stanie jednolitego ruchu pozostanie w tym ruchu, chyba że napotka zewnętrzna siła, a przedmiot w spoczynku pozostanie w spoczynku, dopóki nie zostanie pod działaniem siły zewnętrznej. Drugie prawo Newtona określa zależność między masą obiektu, przyłożoną do niego siłą i przyspieszeniem, które wynika z tego, że: siła równa się przyspieszeniu masy, lub F = ma. Trzecie prawo ruchu Newtona może być tym, z którym większość ludzi jest najbardziej znana, choćby dlatego, że widzi to tak często: Dla każdego działania występuje równa i odwrotna reakcja.
Pierwsze prawo
W tenisie najbardziej oczywistym przykładem pierwszego prawa Newtona jest ścieżka piłki. Kiedy uderzysz piłeczką rakietą, ona odejdzie w pewnym kierunku. Gdybyś grał w próżnię przestrzeni międzygalaktycznej, lat świetlnych od ciała produkującego grawitację, kula kontynuowałaby w tym kierunku mniej więcej w nieskończoność, ponieważ żadne siły zewnętrzne nie działałyby na nią. Na Ziemi działają jednak dwie główne siły: opór powietrza spowalnia prędkość kuli, a grawitacja przyciąga piłkę w kierunku ziemi.
Drugie prawo
Kiedy uderzyłeś piłką tenisową rakietą - w kosmos lub na Ziemi - wywarłeś na nią siłę. Ile siły? Tutaj pojawia się drugie prawo Newtona: siła równa się masowemu przyspieszeniu. W tym równaniu masę mierzy się w kilogramach i przyspieszenie w jednostce zwanej "metrów na sekundę na sekundę". Przyspieszenie to nie to samo co prędkość; raczej jest to tempo, w którym coś przyspiesza. Jeśli obiekt porusza się z szybkością 1 m na sekundę lub "m / s" i przyspiesza tak, że sekundę później porusza się z prędkością 2 m / s, to przyspieszył o 1 m / s w tej jednej sekundzie - 1 m na sekundę na sekundę.
Teraz wróć do tej piłki tenisowej, którą uderzyłeś: Piłka tenisowa ma masę około 56 g lub 0,05 kg. Powiedzmy, że po uderzeniu piłki wystarczy, że jedna dziesiąta sekundy po uderzeniu osiągnie 100 mph lub 44,7 m na sekundę. Jest to szybkość przyspieszenia 447 m na sekundę na sekundę, czyli m / s / s. Pomnożyć 0,056 kg 447 m / s / s, a otrzymasz 25. 032. Ale 25 032 czego? Siła jest mierzona w jednostkach zwanych, odpowiednio, niutonami.Uderzyłeś w piłkę z 25. 032 newtonami siły. Miło służyć.
Trzecie prawo
Podajesz piłkę, przeciwnik zwraca przysługę i idziesz, by oddać jej salwę. Położysz stopę na ziemi i odepchniesz. Pchasz w jednym kierunku - pod kątem do ziemi - i twoje ciało idzie w przeciwnym kierunku, pod kątem z dala od ziemi. Siła, z jaką wepchnęliście się w ziemię, jest siłą, z jaką jesteście posunięci naprzód. To jest akcja i reakcja. Jesteś trzecią zasadą ruchu Newtona, w ruchu.
