Vsebina
- Razvoj klasične fizike
- Prvi zakon: Inercija
- Drugi zakon: sila in pospeški
- Tretji zakon: Ukrep in odzivanje
Igranje hokeja, vožnja z avtomobilom in celo preprosto sprehod so vsi vsakdanji primeri Newtonovih zakonov gibanja. Trije glavni zakoni, ki jih je leta 1687 sestavil angleški matematik Isaac Newton, opisujejo sile in gibanje predmetov na Zemlji in po vsem vesolju.
Razvoj klasične fizike
Filozofi so že od antičnih časov preučevali gibanje predmetov. Po opazovanju gibanja sonca, zvezd in planetov je grški filozof Aristotel in kasneje Ptolemej verjel, da je Zemlja v središču vesolja. V Evropi 16. stoletja je poljski matematik Nicolas Kopernik izpodbijal to teorijo in sonce postavil v središče osončja s planeti, ki krožijo okoli njega. Naslednje stoletje je nemški fizik Johannes Kepler opisal eliptične orbite planetov, italijanski matematik in astronom Galileo Galilei pa je izvedel poskuse, da bi preučil premike izstrelkov. Isaac Newton je to delo sintetiziral v matematični analizi in predstavil koncept sile in njegove tri zakone gibanja.
Prvi zakon: Inercija
Newtonov prvi zakon, imenovan tudi inercijski zakon, pravi, da predmet ostane v mirovanju ali se nadaljuje v enakomernem gibanju, razen če ga je prisiljen spremeniti z dejanjem zunanje sile. Nagnjenost objekta, da ostane v mirovanju ali ohranja konstantno hitrost, se imenuje inercija, njegova odpornost na odstopanje od vztrajnosti pa se spreminja glede na njegovo maso. Potreben je fizični napor - sila -, da se premaga inercija, da človek zjutraj vstane iz postelje. Kolo ali avtomobil se bosta še naprej premikala, razen če voznik ali voznik ne zaženeta sile trenja skozi zavore, da ga zaustavita. Voznik ali sopotnik v gibajočem se avtomobilu, ki ne nosi varnostnega pasu, bo vržen naprej, ko se avto nenadoma ustavi, ker ostane v gibanju. Pripet varnostni pas zagotavlja zadrževalno silo na gibanje sopotnika ali voznika.
Drugi zakon: sila in pospeški
Newtonov drugi zakon določa razmerje med spremembo hitrosti premikajočega se predmeta - njegovim pospeševanjem - in silo, ki deluje nanj. Ta sila je enaka masi predmeta, pomnoženi z njegovim pospeškom. Za poganjanje majhne jahte na morju je potrebna manjša dodatna sila, kot da bi poganjali supertanker, ker ima slednja večjo maso od prve.
Tretji zakon: Ukrep in odzivanje
Newtonov tretji zakon pravi, da ni izoliranih sil. Vsaka sila, ki obstaja, deluje enake velikosti in nasprotne smeri proti njej: akcija in reakcija. Na primer, žoga, vržena na tla, deluje navzdol; v odgovor tla tlačijo žogo navzgor in žoga odbija. Človek ne more hoditi po tleh brez sile trenja na tleh. Ko stori korak naprej, pritisne nazaj na silo. Tla se odzovejo s pritiskom sile trenja v nasprotni smeri, kar omogoča, da se pohodnik premakne naprej, ko z drugo nogo stopi naprej.