Kun katselet tennistä tai mikä tahansa muu urheilu, olet katsomassa fysiikan esittelyä, vain enemmän piristelyä kuin tyypillinen fysiikan kokeilu. Toiminnan keskeisimpiä ovat kolme liike-elämää, joita vuonna 1687 kuvasi pre-teollisen tieteen Grand Slam -mestari Sir Isaac Newton. Tennis-ottelu on monin tavoin testi, jossa pelaaja manipuloi Newtonin lakeja mahdollisimman tehokkaasti.
Päivän video
Lait
Newtonin ensimmäinen liikkeen laki kutsutaan yleisesti hitauslakeeksi: Yksilöllinen liike pysyy siinä liikkumisessa, ellei se kohta ulkoinen voima ja levähdyskappale pysyvät lepoasennossa, ellei sitä ole ulkoisen voiman toimesta. Newtonin toinen laki määrittelee kohteen massan, siihen kohdistuvan voiman ja tuloksena olevan kiihtyvyyden välisen suhteen: Force equals mass times acceleration, tai F = ma. Newtonin kolmas liikelaki voi olla se, jota useimmat ihmiset tuntevat parhaiten, jos vain siksi, että he näkevät sen sanottuna niin usein: Jokaiselle toiminnalle on vastaava ja vastakkainen reaktio.
Ensimmäinen laki
Tenniksessä Newtonin ensimmäisen lain ilmeisin esimerkki on pallon polku. Kun lyö palloa maastasi, se päätyy tiettyyn suuntaan. Jos pelasit peliä intergalaktisen avaruuden tyhjiössä, kevyitä vuosia mistä tahansa painovoiman tuottavasta kehosta, pallo jatkaisi tätä suunnassa enemmän tai vähemmän loputtomiin, koska mitään ulkoisia voimia ei vaikuttaisi siihen. Maapallolla kuitenkin on kaksi suurta voimia: ilmavastus hidastaa pallon nopeutta ja painovoima vetää palloa maahan.
Toinen laki
Kun tuhosi tennispallon maastasi - avaruudessa tai maapallolla - kohdistitte siihen voiman. Kuinka paljon voimaa? Newtonin toinen laki tulee voimaan: Force on yhtä suuri kuin massaajojen kiihtyvyys. Tässä yhtälössä massa mitataan kilogrammoina ja kiihtyvyys yksikössä, joka tunnetaan "metrejä sekunnissa sekunnissa". Kiihtyvyys ei ole sama kuin nopeus; pikemminkin se on nopeus, jolla jotain nopeutuu. Jos objekti liikkuu 1 m sekunnissa tai "m / s" ja nopeuttaa niin, että sekunnin kuluttua se liikkuu 2 m / s, niin se vauhditti 1 m / s tuossa sekunnissa - 1 m sekunnissa sekunnissa.
Nyt takaisin tennispalloon, johon lyö: Tennispallolla on noin 56 g massaa eli 0, 056 kg. Ja sanotaan, että laitat tarpeeksi palloa, että kymmenesosa sekunnista sen jälkeen, kun olet osunut siihen, se saavuttaa 100 mph, tai 44. 7 m sekunnissa. Tämä on kiihtyvyysaste 447 m sekunnissa sekunnissa tai m / s / s. Kerro 0, 056 kg kertaa 447 m / s / s ja saat 25. 032. Mutta 25. 032 mitä? Voima mitataan yksiköissä, joita kutsutaan tarpeeksi sopiviksi Newtoniksi.Sinä lyö palloa 25. 032 Newtonin voimalla. Nice palvella.
Kolmas laki
Sinä palvelet palloa, vastustajasi palasi palvelemaan ja menisit palata hänen lentopalloon. Istut jalkaasi maahan ja työnnä se pois. Voit työntää yhdestä suunnasta - kulmassa maahan - ja kehosi menee päinvastaiseen suuntaan, kulmassa poispäin maasta. Voima, jolla työnnitte maahan, on se voima, jonka kanssa olet työnnetty eteenpäin. Se on toimintaa ja reaktiota. Olet Newtonin kolmas liikelaki, liikkeessä.
