Tenis veya başka bir sporu izlediğinizde, tipik fizik deneyinden daha fazla tezahüratla, bir fizik gösterimi izliyorsunuzdur. Eylemin merkezinde, endüstri öncesi bilimin Grand Slam şampiyonu Sir Isaac Newton tarafından 1687'de açıklanan üç hareket yasası vardır. Birçok yönden, bir tenis maçı, hangi oyuncunun Newton'un yasalarını en büyük etkiye sahip olacak şekilde manipüle ettiğini gösteren bir testtir.
Yasalar
Newton'un birinci hareket yasasına genel olarak atalet yasası denir: Düzgün hareket halindeki bir nesne bu durumda kalacaktır. dış bir kuvvetle karşılaşmadıkça hareket eder ve hareketsiz haldeki bir nesne, üzerine bir dış kuvvet uygulanmadıkça hareketsiz kalır. güç. Newton'un ikinci yasası, bir nesnenin kütlesi, ona uygulanan kuvvet ve ortaya çıkan ivme arasındaki ilişkiyi tanımlar: Kuvvet eşittir kütle çarpı ivme veya F=ma. Newton'un üçüncü hareket yasası, çoğu insanın en çok aşina olduğu yasa olabilir, çünkü sadece sık sık alıntılandığını görüyorlar: Her eylem için eşit ve zıt bir tepki vardır.
Birinci Kanun
Teniste Newton'un birinci yasasının en bariz örneği topun izlediği yoldur. Raketiniz ile topa vurduğunuzda top belli bir yöne doğru gidiyor. Oyunu galaksiler arası uzay boşluğunda, yerçekimi üreten herhangi bir cisimden ışık yılı uzakta oynuyorsanız, top, aşağı yukarı süresiz olarak o yönde devam edecekti, çünkü hiçbir dış kuvvet etki etmeyecekti. o. Bununla birlikte, Dünya'da iki ana kuvvet iş başındadır: Hava direnci topun hızını yavaşlatır ve yerçekimi topu yere doğru çeker.
İkinci Kanun
O tenis topunu raketinizle fırlattığınızda - uzayda veya Dünya'da - ona bir kuvvet uyguladınız. Ne kadar kuvvet? Newton'un ikinci yasasının devreye girdiği yer burasıdır: Kuvvet eşittir kütle çarpı ivme. Bu denklemde, kütle kilogram cinsinden ölçülür ve ivme "metre/saniye/saniye" adı verilen bir birimde ölçülür. Hızlanma, hız ile aynı şey değildir; daha ziyade, bir şeyin hızlanma hızıdır. Bir nesne saniyede 1 m veya "m/s" hızla hareket ediyorsa ve bir saniye sonra 2 m/s hızla hareket edecek şekilde hızlanıyorsa, o bir saniyede 1 m/s hızlanır -- 1 m/saniye/saniye.
Şimdi vurduğunuz tenis topuna geri dönelim: Bir tenis topunun kütlesi yaklaşık 56 g veya 0.056 kg'dır. Ve diyelim ki, topa vurduktan saniyenin onda biri kadar, topa 100 mil veya saniyede 44,7 m'ye ulaşacak kadar zing koydunuz. Bu, saniyede 447 m veya m/s/sn'lik bir hızlanma oranıdır. 0.056 kg ile 447 m/s/s çarptığınızda 25.032 elde edersiniz. Ama neyin 25.032'si? Kuvvet, uygun şekilde Newton adı verilen birimlerle ölçülür. 25.032 Newton kuvvetle topa vurdunuz. Güzel servis.
Üçüncü Kanun
Topu servis edersin, rakibin servisi geri verir ve sen de onun volesini döndürmeye gidersin. Ayağını yere basıyorsun ve itiyorsun. Bir yönde - yere belirli bir açıyla - itersiniz ve vücudunuz yerden bir açıyla ters yöne gider. Yere ittiğiniz kuvvet, ileriye doğru ittiğiniz kuvvettir. Etki ve tepki budur. Sen Newton'un hareket halindeki üçüncü hareket yasasısın.