Законы, управляющие движением, ускользали от ученых, философов и других великих мыслителей до 17 века. Затем, в 1680-х годах, Исаак Ньютон предложил три закона, объясняющих, как инерция, ускорение и реакция влияют на движение объектов. Вместе с законом всемирного тяготения Ньютона эти законы легли в основу классической физики.
Закон инерции
Первый закон движения Ньютона, также известный как закон инерции, гласит, что объекты не двигаются и не перестают двигаться сами по себе. Объект меняет свое состояние движения только под действием внешней силы. Например, покоящийся мяч будет оставаться в покое, пока вы его не толкнете. Затем он будет катиться до тех пор, пока трение о землю и воздух не остановит его.
Закон ускорения
Второй закон Ньютона объясняет, как внешние силы влияют на скорость движущегося объекта. Он утверждает, что ускорение объекта прямо пропорционально силе, которая его вызывает, и обратно пропорционально массе объекта. На практике это означает, что для перемещения тяжелого объекта требуется больше силы, чем для перемещения легкого.
Представьте лошадь и телегу. Величина силы, которую может применить лошадь, определяет скорость телеги. Лошадь могла двигаться быстрее с меньшей и более легкой повозкой на буксире, но ее максимальная скорость ограничена весом более тяжелой повозки.
В физике замедление считается ускорением. Таким образом, сила, действующая в направлении, противоположном движущемуся объекту, вызывает ускорение в этом направлении. Например, если лошадь тянет телегу в гору, сила тяжести тянет тележку вниз, когда лошадь тянет вверх. Другими словами, сила тяжести вызывает отрицательное ускорение в направлении движения лошади.
Закон реакции
Третий закон Ньютона гласит, что на каждое действие в природе существует равное и противоположное противодействие. Этот закон демонстрируется ходьбой или бегом. Когда ваши ноги прикладывают силу вниз и назад, вы двигаетесь вперед и вверх. Это известно как «сила реакции земли».
Эта сила также наблюдается при движении гондолы. Когда водитель прижимает штангу к земле под поверхностью воды, он создает механический система, которая толкает лодку вперед по поверхности воды с силой, равной той, которую он приложил к земля.