Γιατί τα αντικείμενα κινούνται σε διαφορετικά τρόπους που είναι μερικά γρηγορότερα από τα άλλα;
Παράγοντες που επηρεάζουν την κίνηση:
* Δυνάμεις: Οι δυνάμεις προκαλούν αλλαγές σε κίνηση. Εδώ είναι οι τύποι κλειδιών:
* Εφαρμοσμένη δύναμη: Μια ώθηση ή έλξη που εφαρμόζεται απευθείας σε ένα αντικείμενο (π.χ. κλοτσιές μιας μπάλας).
* βαρύτητα: Η δύναμη που τραβά τα αντικείμενα ο ένας προς τον άλλον (π.χ., η γη σας τραβάει κάτω).
* τριβή: Μια δύναμη που αντιτίθεται στην κίνηση όταν οι επιφάνειες τρίβονται μεταξύ τους (π.χ. ένα βιβλίο που ολισθαίνει σε ένα τραπέζι).
* Αντίσταση αέρα: Μια δύναμη που αντιτίθεται στην κίνηση μέσω του αέρα (π.χ. επιβραδύνοντας ένα αλεξίπτωτο).
* μάζα: Το ποσό της ύλης σε ένα αντικείμενο. Τα βαρύτερα αντικείμενα είναι πιο δύσκολο να μετακινηθούν και να επιταχυνθούν.
* Σχήμα: Το σχήμα ενός αντικειμένου επηρεάζει πόση αντίσταση στον αέρα συναντά. Τα βελτιωμένα σχήματα (όπως ένα αυτοκίνητο) μειώνουν την αντίσταση και επιτρέπουν τις ταχύτερες ταχύτητες.
* επιφάνεια: Η επιφάνεια ενός αντικειμένου και της επιφάνειας που κινείται μπορεί να επηρεάσει την τριβή. Οι ομαλές επιφάνειες έχουν λιγότερες τριβές από τις τραχύ επιφάνειες.
Γιατί μερικά αντικείμενα κινούνται ταχύτερα:
* Ισχυρότερες δυνάμεις: Μια μεγαλύτερη δύναμη θα προκαλέσει μεγαλύτερη επιτάχυνση (αλλαγή ταχύτητας). Για παράδειγμα, ένας ισχυρός κινητήρας αυτοκινήτων εφαρμόζει μια ισχυρή δύναμη, καθιστώντας το αυτοκίνητο να επιταχύνει γρήγορα.
* Λιγότερη μάζα: Τα αντικείμενα με λιγότερη μάζα είναι ευκολότερο να επιταχυνθούν. Ένα ελαφρύ ποδήλατο θα φτάσει σε υψηλότερες ταχύτητες γρηγορότερα από ένα βαρύ αυτοκίνητο.
* Λιγότερη τριβή: Η μειωμένη τριβή σημαίνει λιγότερη αντίσταση στην κίνηση, επιτρέποντας στα αντικείμενα να κινούνται ταχύτερα. Για παράδειγμα, ένα skateboard σε ομαλό πεζοδρόμιο θα κινηθεί γρηγορότερα από ένα σε τραχύ χαλίκι.
* Μικρή αντίσταση αέρα: Τα βελτιωμένα σχήματα μειώνουν την αντίσταση στον αέρα, επιτρέποντας τα αντικείμενα να κινούνται ταχύτερα. Σκεφτείτε πώς ένα αγωνιστικό αυτοκίνητο έχει σχεδιαστεί για να κόψει τον αέρα.
Παραδείγματα:
* ένα αυτοκίνητο επιταχύνεται γρήγορα: Ο κινητήρας εφαρμόζει μια ισχυρή δύναμη για να ξεπεράσει τη μάζα και την τριβή του αυτοκινήτου, προκαλώντας την επιτάχυνση του.
* Ένα φτερό που πέφτει αργά: Το φτερό έχει χαμηλή μάζα και μεγάλη επιφάνεια, δημιουργώντας υψηλή αντίσταση στον αέρα, καθιστώντας την πτώση αργά.
* Μια μπάλα μπόουλινγκ που κυλεί κάτω από μια λωρίδα: Η μπάλα μπόουλινγκ έχει πολλή μάζα, αλλά οι ομαλές επιφάνειες και η ελάχιστη αντίσταση στον αέρα επιτρέπουν να κυλήσει γρήγορα.
Νόμους κίνησης του Νεύτωνα:
Αυτοί οι νόμοι παρέχουν τα θεμέλια για την κατανόηση του τρόπου με τον οποίο κινούνται τα αντικείμενα:
* Ο πρώτος νόμος του Νεύτωνα (αδράνεια): Ένα αντικείμενο στο REST παραμένει σε κατάσταση ηρεμίας και ένα αντικείμενο σε κίνηση παραμένει σε κίνηση με σταθερή ταχύτητα και κατεύθυνση, εκτός εάν ενεργεί από μια μη ισορροπημένη δύναμη.
* Ο δεύτερος νόμος του Νεύτωνα: Η επιτάχυνση ενός αντικειμένου είναι άμεσα ανάλογη με την καθαρή δύναμη που ενεργεί σε αυτό και αντιστρόφως ανάλογη με τη μάζα του (δύναμη =μάζα x επιτάχυνση).
* Τρίτος νόμος του Νεύτωνα: Για κάθε δράση, υπάρχει ίση και αντίθετη αντίδραση.
Συμπερασματικά:
Η κίνηση των αντικειμένων είναι μια πολύπλοκη αλληλεπίδραση δυνάμεων, μάζας, σχήματος και επιφάνειας. Η κατανόηση αυτών των παραγόντων μας βοηθά να εξηγήσουμε γιατί τα αντικείμενα κινούνται με διαφορετικούς τρόπους και γιατί μερικοί είναι ταχύτεροι από άλλους.
