Kun katsot tennistä tai muuta urheilulajia, katsot fysiikan esittelyä, vain enemmän kannustamalla kuin tyypillinen fysiikan kokeilu. Keskeisiä toiminnassa ovat kolme liikelakia, jotka vuonna 1687 kuvasi esiteollisen tieteen Grand Slam -mestari Sir Isaac Newton. Monin tavoin tennisottelu on testi siitä, mikä pelaaja manipuloi Newtonin lakeja parhaalla mahdollisella tavalla.
Lait
Newtonin ensimmäistä liikelakia kutsutaan yleisesti hitauslaiksi: Tasaisen liikkeen tilassa oleva esine pysyy siinä liike, ellei se kohdata ulkoista voimaa, ja levossa oleva esine pysyy levossa, ellei ulkopuolinen vaikuta siihen pakottaa. Newtonin toinen laki määrittelee kohteen massan, siihen kohdistetun voiman ja tuloksena olevan kiihtyvyyden välisen suhteen: Voima on yhtä suuri kuin massa kertaa kiihtyvyys tai F = ma. Newtonin kolmas liikelaki saattaa olla se, jonka useimmat ihmiset tuntevat parhaiten, pelkästään siksi, että he näkevät sen lainattavan niin usein: Jokaiselle toiminnalle on tasavertainen ja päinvastainen reaktio.
Ensimmäinen laki
Tennissä Newtonin ensimmäisen lain ilmeisin esimerkki on pallon polku. Kun lyö palloa mailalla, se menee tiettyyn suuntaan. Jos pelasit peliä galaktien välisen avaruuden tyhjiössä, valovuosien päässä mistä tahansa painovoimaa tuottavasta ruumiista, pallo jatkuisi tuohon suuntaan enemmän tai vähemmän loputtomiin, koska ulkopuoliset voimat eivät toimisi se. Maapallolla on kuitenkin toiminnassa kaksi suurta voimaa: Ilmanvastus hidastaa pallon nopeutta ja painovoima vetää pallon kohti maata.
Toinen laki
Kun törmäsit tennispalloon mailasi kanssa - avaruudessa tai maan päällä - kohdistit voimaa siihen. Kuinka paljon voimaa? Sieltä tulee Newtonin toinen laki: Voima on massa kertaa kiihtyvyys. Tässä yhtälössä massa mitataan kilogrammoina ja kiihtyvyys yksikössä nimeltä "metriä sekunnissa sekunnissa". Kiihtyvyys ei ole sama asia kuin nopeus; pikemminkin se on nopeus, jolla jokin nopeutuu. Jos esine liikkuu nopeudella 1 m / s tai "m / s" ja nopeutuu siten, että sekunnin kuluttua se liikkuu nopeudella 2 m / s, se kiihtyi 1 m / s siinä sekunnissa - 1 m sekunnissa sekunnissa.
Palataan nyt siihen tennispalloon, johon lyöt: Tennispallon massa on noin 56 g eli 0,056 kg. Ja sanotaan, että panit palloon tarpeeksi zingin kymmenesosalla sekunnista lyönnin jälkeen, se saavuttaa 100 mph eli 44,7 m sekunnissa. Kiihtyvyys on 447 m sekunnissa sekunnissa tai m / s / s. Kerro 0,056 kg kertaa 447 m / s / s ja saat 25,032. Mutta mistä 25.032? Voima mitataan yksikköinä, joita kutsutaan Newtoniksi. Voit lyödä palloa 25.032 Newtonin voimalla. Mukava palvelu.
Kolmas laki
Palvelet palloa, vastustaja palauttaa palvelun ja menet palauttamaan hänen lentopallonsa. Istutat jalkasi maahan ja työnnät pois. Työnnät yhteen suuntaan - kulmassa maahan - ja kehosi menee vastakkaiseen suuntaan, kulmaan, joka on poissa maasta. Voima, jolla työntät maahan, on se voima, jolla sinua työnnetään eteenpäin. Se on toimintaa ja reaktiota. Olet Newtonin kolmas liikelaki, liikkeessä.
