Τι εξηγούν οι νόμοι της κίνησης και της βαρύτητας του Newton;
Νόμους κίνησης του Νεύτωνα:
* Πρώτος νόμος (νόμος της αδράνειας): 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 καθαρή δύναμη. Αυτό σημαίνει ότι τα αντικείμενα τείνουν να αντιστέκονται στις αλλαγές στην κίνηση τους.
* Δεύτερος νόμος (νόμος επιτάχυνσης): Η επιτάχυνση ενός αντικειμένου είναι άμεσα ανάλογη με την καθαρή δύναμη που ενεργεί σε αυτό και αντιστρόφως ανάλογη με τη μάζα του. Με απλούστερους όρους, μια μεγαλύτερη δύναμη δημιουργεί μεγαλύτερη επιτάχυνση και ένα βαρύτερο αντικείμενο επιταχύνει λιγότερο από ένα ελαφρύτερο αντικείμενο με την ίδια δύναμη που εφαρμόζεται. Αυτό συχνά αντιπροσωπεύεται από την εξίσωση F =MA (η δύναμη ισούται με την επιτάχυνση των μάζας).
* Τρίτος νόμος (νόμος δράσης-αντίδραση): Για κάθε δράση, υπάρχει ίση και αντίθετη αντίδραση. Αυτό σημαίνει ότι όταν ένα αντικείμενο ασκεί μια δύναμη σε ένα άλλο αντικείμενο, το δεύτερο αντικείμενο ασκεί μια ίση και αντίθετη δύναμη πίσω στην πρώτη. Σκεφτείτε μια εκτόξευση πυραύλων - ωθεί το καυτό αέριο έξω από την πλάτη και το αέριο σπρώχνει πίσω στον πυραύλο, προωθώντας το προς τα εμπρός.
Ο νόμος της καθολικής βαρύτητας του Νεύτωνα:
* Κάθε αντικείμενο στο σύμπαν προσελκύει κάθε άλλο αντικείμενο με μια δύναμη που είναι ανάλογη προς το προϊόν των μαζών τους και αντιστρόφως ανάλογη προς το τετράγωνο της απόστασης μεταξύ των κέντρων τους. Αυτό σημαίνει:
* Όσο πιο τεράστια είναι τα αντικείμενα, τόσο ισχυρότερη είναι η βαρυτική έλξη.
* Όσο πιο κοντά είναι τα αντικείμενα, τόσο ισχυρότερη είναι η βαρυτική έλξη.
ουσιαστικά, αυτοί οι νόμοι εξηγούν:
* Γιατί τα πράγματα κινούνται ή δεν κινούνται: Τα αντικείμενα που βρίσκονται σε κίνηση τείνουν να παραμένουν σε κίνηση, εκτός εάν ενεργούν από μια δύναμη (αδράνεια), και η δύναμη της δύναμης καθορίζει πόσο επιταχύνουν.
* Πώς τα αντικείμενα αλληλεπιδρούν μεταξύ τους: Τα αντικείμενα τραβούν ο ένας στον άλλο μέσω της βαρύτητας, με τη δύναμη της έλξης ανάλογα με τη μάζα και την απόσταση τους.
Παραδείγματα για τον τρόπο λειτουργίας αυτών των νόμων σε δράση:
* Μια μπάλα που κυλούσε κάτω από ένα λόφο: Η βαρύτητα τραβάει την κατηφορική μπάλα, προκαλώντας την επιτάχυνση. Όσο πιο απότομος είναι ο λόφος, τόσο μεγαλύτερη είναι η επιτάχυνση.
* ένα αυτοκίνητο επιταχύνει: Ο κινητήρας ασκεί δύναμη στο αυτοκίνητο, προκαλώντας την επιτάχυνση του. Όσο πιο ισχυρός είναι ο κινητήρας, τόσο ταχύτερη είναι η επιτάχυνση.
* Οι πλανήτες που περιστρέφονται γύρω από τον ήλιο: Η μαζική βαρύτητα του ήλιου τραβά τους πλανήτες, διατηρώντας τους σε τροχιά. Όσο περισσότερο ένας πλανήτης είναι από τον ήλιο, τόσο πιο αργή είναι η τροχιακή ταχύτητά του.
Πέρα από τον Newton:
Είναι σημαντικό να σημειωθεί ότι ενώ οι νόμοι του Νεύτωνα είναι απίστευτα ισχυροί και ακριβείς για πολλές καθημερινές καταστάσεις, καταρρέουν με πολύ υψηλές ταχύτητες ή εξαιρετικά ισχυρά βαρυτικά πεδία. Για αυτά τα σενάρια, πρέπει να χρησιμοποιήσουμε τις πιο προηγμένες θεωρίες της σχετικότητας του Αϊνστάιν.
