Žiūrėdami tenisą ar bet kurią kitą sporto šaką, jūs žiūrite fizikos demonstraciją, tik labiau džiūgaudami nei įprastas fizikos eksperimentas. Svarbiausi veiksme yra trys judėjimo dėsniai, kuriuos 1687 m. Aprašė seras Isaacas Newtonas, priešindustrinio mokslo „Grand Slam“ čempionas. Daugeliu atžvilgių teniso varžybos yra išbandymas, kurio žaidėjas kuo puikiausiai manipuliuoja Niutono dėsniais.
Įstatymai
Pirmasis Niutono judėjimo dėsnis paprastai vadinamas inercijos dėsniu: vienodo judesio būsenos objektas liks tame judesį, nebent jis susiduria su išorine jėga, o ramybės būsenos objektas liks ramybės būsenoje, nebent jį veiktų išorinis jėga. Antrasis Niutono dėsnis apibrėžia santykį tarp objekto masės, jam taikomos jėgos ir gaunamo pagreičio: Jėga lygi masės ir pagreičio kartai arba F = ma. Trečiasis Niutono judėjimo dėsnis gali būti tas, kuris daugumai žmonių yra geriausiai žinomas, vien todėl, kad mato jį taip dažnai cituojamą: Kiekvienam veiksmui yra vienoda ir priešinga reakcija.
Pirmasis įstatymas
Tenise akivaizdžiausias pirmojo Niutono dėsnio pavyzdys yra kamuolio kelias. Kai reketu užmuši kamuolį, jis nukreipia tam tikra kryptimi. Jei žaidėte žaidimą tarpgalaktinės erdvės vakuume, šviesmečių atstumu nuo bet kokį sunkumą sukeliančio kūno, kamuolys ta kryptimi tęstųsi daugiau ar mažiau neribotą laiką, nes neveiktų jokios išorinės jėgos tai. Tačiau Žemėje veikia dvi pagrindinės jėgos: Oro pasipriešinimas sulėtina rutulio greitį, o gravitacija traukia rutulį link žemės.
Antrasis įstatymas
Kai sumušė tą teniso kamuoliuką savo rakete - kosmose ar Žemėje -, padarei jam jėgą. Kiek jėgos? Štai kur atsiranda antrasis Niutono dėsnis: jėga lygi pagreičio masės ir karto daliai. Šioje lygtyje masė matuojama kilogramais, o pagreitis - vienetais, vadinamais „metrais per sekundę per sekundę“. Pagreitis nėra tas pats, kas greitis; veikiau tai yra greitis, kuriuo kažkas spartėja. Jei daiktas juda 1 m per sekundę greičiu arba „m / s“ ir jis pagreitėja taip, kad po vienos sekundės jis juda 2 m / s greičiu, tada per vieną sekundę jis paspartėjo 1 m / s - 1 m per sekundę per sekundę.
Dabar grįžkime prie to teniso kamuolio, kurį pataikėte: teniso kamuoliuko masė yra apie 56 g arba 0,056 kg. Tarkime, kad tą dešimtmetį sekundės, kai smūgiuoji, įdėjai pakankamai kamuolio, jis pasiekia 100 mylių per valandą arba 44,7 m per sekundę. Tai 447 m per sekundę per sekundę arba m / s / s pagreičio greitis. Padauginę 0,056 kg ir 447 m / s / s, gausite 25,032. Bet iš ko 25.032? Jėga matuojama vienetais, tinkamai vadinamais Niutonais. Jūs pataikėte į kamuolį su 25.032 Niutonų jėga. Gražus patiekimas.
Trečiasis įstatymas
Jūs tarnaujate kamuoliui, priešininkė grąžina servą ir jūs einate grąžinti jos salvės. Pasodinate koją ant žemės ir nustumiate. Jūs stumiate viena kryptimi - kampu į žemę - ir jūsų kūnas eina priešinga kryptimi, kampu, nutolusiu nuo žemės. Jėga, kuria stūmėtės į žemę, yra jėga, kuria judate į priekį. Tai veiksmas ir reakcija. Jūs esate trečiasis Niutono judėjimo dėsnis.
