Πώς ο νόμος και η αδράνεια του Newtons στο διάστημα;
Νόμοι του Νεύτωνα στο διάστημα
* Ο πρώτος νόμος του Νεύτωνα (αδράνεια): Ένα αντικείμενο στο REST παραμένει σε κατάσταση ηρεμίας και ένα αντικείμενο σε κίνηση παραμένει σε κίνηση με την ίδια ταχύτητα και προς την ίδια κατεύθυνση, εκτός εάν ενεργεί από μια μη ισορροπημένη δύναμη.
* στο διάστημα: Αυτό είναι κρίσιμο. Επειδή υπάρχει ελάχιστη ή καμία αντίσταση αέρα ή τριβή στο διάστημα, τα αντικείμενα τείνουν να συνεχίζουν να κινούνται σε μια ευθεία γραμμή με σταθερή ταχύτητα. Μόλις ένα διαστημικό σκάφος βρίσκεται σε τροχιά, δεν χρειάζεται συνεχή ώθηση για να παραμείνει εκεί.
* Ο δεύτερος νόμος του Newton (δύναμη και επιτάχυνση): Η επιτάχυνση ενός αντικειμένου είναι άμεσα ανάλογη με την καθαρή δύναμη που ενεργεί σε αυτό και αντιστρόφως ανάλογη με τη μάζα του.
* στο διάστημα: Αυτό σημαίνει ότι για να αλλάξετε την κίνηση ενός διαστημικού σκάφους (επιταχύνετε, επιβραδύνετε, αλλάζετε κατεύθυνση), πρέπει να εφαρμόσετε μια δύναμη. Αυτό γίνεται μέσω των πυραυλικών μηχανών. Όσο μεγαλύτερη είναι η μάζα του διαστημικού σκάφους, τόσο περισσότερη δύναμη είναι απαραίτητη για την παραγωγή της ίδιας επιτάχυνσης.
* Τρίτος νόμος του Newton (δράση-αντίδραση): Για κάθε δράση, υπάρχει ίση και αντίθετη αντίδραση.
* στο διάστημα: Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο εργάζονται οι Ρόκετς. Απομακρύνουν το καυτό αέριο από τους κινητήρες τους (δράση) και ο πυραύλος προωθείται προς την αντίθετη κατεύθυνση (αντίδραση).
αδράνεια στο διάστημα
* Τι είναι η αδράνεια; Είναι η τάση ενός αντικειμένου να αντισταθεί στις αλλαγές στην κίνηση του. Όσο πιο τεράστιο είναι ένα αντικείμενο, τόσο πιο δύσκολο είναι να το μετακινηθεί ή να το σταματήσει.
* στο διάστημα: Φανταστείτε έναν αστροναύτη που επιπλέει έξω από ένα διαστημικό σκάφος. Εάν απομακρύνουν το διαστημικό σκάφος, θα συνεχίσουν να κινούνται σε ευθεία γραμμή για πάντα (εκτός αν συναντήσουν μια άλλη δύναμη σαν ένα περαστικό αστεροειδή). Αυτό οφείλεται στην αδράνεια.
Παραδείγματα νόμων και αδράνειας του Νεύτωνα στο διάστημα
* Δορυφόροι: Οι δορυφόροι συνεχώς πέφτουν προς τη γη λόγω βαρύτητας, αλλά έχουν επίσης οριζόντια ταχύτητα. Αυτές οι δύο δυνάμεις συνδυάζονται για να τους κρατήσουν σε τροχιά.
* Εγχειρίδιο διαστημικού σκάφους: Για να αλλάξουν το μάθημα ή την ταχύτητα, το διαστημικό σκάφος χρησιμοποιεί τους κινητήρες τους για να εφαρμόσει δυνάμεις (δεύτερος νόμος του Newton). Η προκύπτουσα αλλαγή στην ορμή είναι συνέπεια της αδράνειας.
* SpaceWalks: Οι αστροναύτες πρέπει να είναι προσεκτικοί κατά τη διάρκεια των διαστημικών διαμερισμάτων, καθώς μπορούν εύκολα να παρασυρθούν, αν όχι σωστά δεμένα. Αυτό οφείλεται στην έλλειψη τριβής στο διάστημα και στην επίδραση της αδράνειας.
Key Takeaway:
Οι νόμοι της κίνησης του Νεύτωνα και η αρχή της αδράνειας είναι θεμελιώδεις για την κατανόηση του τρόπου με τον οποίο τα αντικείμενα συμπεριφέρονται στο διάστημα. Η σχεδόν απουσία τριβής και αντίστασης στον αέρα στο διάστημα επιτρέπει στους νόμους αυτούς να λειτουργούν με ελάχιστες παρεμβολές, οδηγώντας σε μοναδικά φαινόμενα όπως η τροχιακή κίνηση και η φαινομενικά αβίαστη κίνηση των αστροναυτών.
