Ņūtona kustības likumi

Likumi, kas regulē kustību, izvairījās no zinātniekiem, filozofiem un citiem lieliem domātājiem līdz pat 17. gadsimtam. Tad 1680. gados Īzaks Ņūtons ierosināja trīs likumus, kas paskaidroja, kā inerce, paātrinājums un reakcija ietekmē objektu kustību. Kopā ar Ņūtona gravitācijas likumu šie likumi veidoja klasiskās fizikas pamatu.

Pirmajā Ņūtona kustības likumā, kas pazīstams arī kā inerces likums, teikts, ka objekti ne kustas, ne pārstāj kustēties paši. Objekts maina kustības stāvokli tikai tad, ja uz to iedarbojas ārējs spēks. Piemēram, bumba, kas atrodas miera stāvoklī, paliks mierā, līdz to nospiedīsit. Tad tas ritēs, līdz berze no zemes, un gaiss to apstādinās.

Ņūtona otrais likums izskaidro, kā ārējie spēki ietekmē kustībā esoša objekta ātrumu. Tajā teikts, ka objekta paātrinājums ir tieši proporcionāls spēkam, kas to izraisa, un apgriezti proporcionāls objekta masai. Praktiski tas nozīmē, ka smaga priekšmeta pārvietošanai nepieciešams lielāks spēks nekā vieglajam.

Apsveriet zirgu un ratus. Zirga spēka spēks nosaka ratiņu ātrumu. Zirgs varēja pārvietoties ātrāk ar mazāku, vieglāku ratiņu vilkšanu, taču tā maksimālo ātrumu ierobežo smagāka ratiņa svars.

Fizikā palēninājums tiek uzskatīts par paātrinājumu. Tādējādi spēks, kas darbojas kustīga objekta pretējā virzienā, izraisa paātrinājumu šajā virzienā. Piemēram, ja zirgs ratu velk kalnā, gravitācija velk ratu uz leju, kamēr zirgs velk uz augšu. Citiem vārdiem sakot, gravitācijas spēks izraisa negatīvu paātrinājumu zirga kustības virzienā.

Ņūtona trešais likums nosaka, ka katrai darbībai dabā ir vienāda un pretēja reakcija. Šo likumu pierāda staigāšana vai skriešana. Kad kājas pieliek spēku uz leju un atpakaļ, jūs virzāt uz priekšu un uz augšu. Tas ir pazīstams kā "zemes reakcijas spēks".

Šis spēks ir novērojams arī gondolas kustībā. Kad vadītājs nospiež savu stabu pret zemi zem ūdens virsmas, viņš izveido mehānisku sistēma, kas virza laivu uz priekšu pa ūdens virsmu ar spēku, kas vienāds ar to, ko viņš pielika zeme.