Равенките на физиката Сила е маса помножено со забрзувањето; Змејови живеат тука
На училиште веројатно сите моравте да ги научите законите на tonутн напамет.Денес особено ме интересира вториот закон, кој барем го научив во форма „сила е еднаква на масата на забрзувањето“. Звучи едноставно - количина наречена „сила“ е производ на две други величини. Понекогаш оваа равенка се нарекува и „дефиниција на силата“ (на пр. Во физиката на Леифи). Тоа навистина не е погрешно, но барем малку погрешно. Според мое мислење, вториот закон на tonутн е одличен пример за тоа како не е секогаш лесно правилно да се толкуваат физичките равенки.
Забелешка: Понекогаш - како што беше во моето време - законите се нарекуваат и „аксиоми“ (патем, тоа го прави и физиката на Леифи), што е малку проблематично бидејќи во физиката нема аксиоми, сите стануваат закони да произлезени од експерименти. Терминот „tonутнови аксиоми“ потекнува, како што јас го разбирам, од времето кога имаше огромно воодушевување од геометријата на Евклид и кога некој сакаше да го разјасни со овој начин на зборување дека tonутн направи за механичарите она што Евклид го направи за нив Геометријата направи. Во денешно време има луѓе кои сметаат дека е убаво да се формулираат физички теории аксиматски (популарни на пр. Во термодинамиката), но според мене ова е интересно затоа што го принудува да се прашува точно како се поврзани индивидуалните закони на теоријата, но исто така е од мала практична важност затоа што кога физички се расправате секогаш ги користите законите кои најдобро функционираат во моментот. Можете да најдете малку повеќе за тоа во овој преглед на книгата. Значи, ако во одреден момент, од навика, треба да зборувам за аксиомите на tonутн, не се збунувајте.
Од вашето секојдневно искуство веќе можете да видите дека има проблем со „дефиницијата на сила“: Земете, на пример, орев (не премногу тврд), ставете го на масата и притискајте полека, но со се повеќе „сила“ ( во многу обичното секојдневно разбирање на моќта) на оревчето. Во одреден момент ќе се скрши. И, иако сè - сè до пукањето на оревчето - се случи многу бавно. Бидејќи оревот не се помрдна, не беше забрзан ниту тој. Бидејќи притиснавме многу бавно, ништо не беше забрзано значително, ниту орев, ниту рака, ниту маса. Така, немаше ниту сили, бидејќи силите - според „дефиницијата“ - постојат само кога има и забрзувања. Значи, силата на орев беше нула, но сепак се скрши. А?
Додуша, имам малку познавање од физичката дидактика - но можам многу добро да замислам дека ова е еден од моментите кога ученички * почнуваат да ја сфаќаат физиката несфатлива и да ја изгубат врската помеѓу физиката и секојдневното искуство.
* Да, како и секогаш сè во граматички женствена форма, мажите се секогаш вклучени, се надевам дека повеќе не вознемири никого, инаку ќе погледнете тука.
Брзина и забрзување
За да станеме малку појасни за забрзувањето и моќноста, мора да бидеме многу јасни за тоа што всушност подразбираме под брзина и забрзување. Погледнете кој било предмет што може некако да се придвижи. На пример, топки за билјард, кои сакам да ги туркам навечер додека спортувам, се убави. Ако сакате, можете да помислите и на фудбалски топки, велосипеди или автомобили. Нашиот предмет (топката) сега треба да се движи. И брзината ви кажува колку брзо се движи - на пример, за две секунди од едната до другата маса на снукер, тоа е 3,60 метри за две секунди или 1,80 метри во секунда.
Да го кажеме поелегантно, брзината ни кажува како се менува локацијата на нашиот објект со текот на времето. Ако управувате со вашиот автомобил 100 км на час, а тоа половина час, тогаш потоа сте оддалечени 50 км од вашата почетна точка.
Или не - патиштата ретко се исправени. Ако се свртите околу Нирбургринг со 50 км на час половина час, ќе се вратите таму каде што сте започнале на крајот.
Затоа, во одредувањето на брзината во физиката, се зема предвид и насоката во која се движи објектот: брзината од 50 км/ч кон север е различна од еднакво голема брзина на запад или југ.
Втората работа што треба да се запомни за брзината е дека и брзината може да се промени. На предавањата на Фајнман, Фејнман ја раскажува приказната за жена возач која е запрена со голема брзина и која тврди „Не можев да возам со 60 милји на час, започнав само пред седум минути!“ (Импресивната работа во врска со Фајнман е дека тој исто така размислува за такви навидум тривијални проблеми ...) Можеме да ја дефинираме брзината во одреден момент во времето ако видиме како се сменило местото за многу мал временски период. Значи, ако автомобилот работи со брзина од 60 км/ч, тоа значи милја во минута или 1/60 милја во секунда и така натаму.
Значи, брзината ни кажува колку брзо местото се менува „во моментов“. Има вредност (на пр. 50 км на час) и правец (на пр. Кон југ).
Кога забрзувате во вашиот автомобил или велосипед, ја менувате брзината. (Автомобил може да забрза од нула до 100 км/ч за 10 секунди, на пример.) Ако возам со 10 метри во секунда и секунда подоцна со 15 метри во секунда (во иста насока), тогаш мојата брзина се зголеми за 5 метри во една секунда се смени во секунда така што имам забрзување од 5 (метри во секунда) во секунда. На кратко, 5m/s².
Дури и кога возам во круг со 50 км на час постојано, брзината ми се менува затоа што возам секој момент во друга насока. Така и тука, јас постојано забрзувам, но забрзувањето оди во поинаква насока од брзината, така што количината на брзината (т.е. 50 км на час) не се менува, но насоката не.
Првиот закон на tonутн
Следно, го разгледуваме првиот закон на tonутн (ќе користам многу едноставна формулација):
Телото врз кое не дејствуваат никакви сили има постојана брзина.
Законот денес ни звучи познат и познат - но тоа беше прекин со околу 2000 години научна историја и секојдневно искуство. Затоа што од секојдневниот живот знаеме дека топчињата што ги фрламе или топките што ги тркаламе застануваат во одреден момент и дека мора да педализираме дури и ако сакаме да возиме со постојана брзина. (Ова ќе го видиме подетално подоцна.) Ова е причината зошто „теоријата на поттик“ всушност е препознаена уште од Аристотел - едноставно кажано, телата имаат способност да се движат, поттикот што се троши при движење. Кога стимулот ќе го снема, движењето е завршено.
Но, tonутн ги подготви своите закони, меѓу другото, за да го разбере движењето на небесните тела и да ги опише со законот за гравитација. И нема (скоро) триење во вселената. На земјата, таа е всушност силата на триење што ги успорува предметите. Но, ако патувате во вселената и летате со одредена брзина, тогаш ја одржувате таа брзина. (Мисиите на Месечината, исто така, ги запалија ракетите на почетокот, а потоа летаа без налет на ракетата.) Така, можете многу убаво да ги видите предметите во вселената што ги применува законот. (Законот прво беше воспоставен како закон за инерција од Галилео, кој го изведе од експерименти.)
Па, ајде само да го прифатиме тоа. Телата на кои не дејствуваат никакви сили имаат постојана брзина. Размислете малку дека ова е првиот закон на tonутн. Дали забележувате што?
Хмм да. Чудно, нели? Што е тоа сила тогаш? Првиот закон не кажува ништо за ова, тој само вели дека предметите ја одржуваат својата брзина кога не дејствува никаква сила.
Но, вториот закон на tonутн треба да ни каже што е сила: силата е масовно забрзување. Од вториот закон можеме да заклучиме дека објектот не забрзува ако нема сила. Значи, брзината не се менува дури и ако нема сила.
Ух, нели беше тоа содржината на првиот закон? Тогаш тоа е прилично излишно, нели? Сè уште не сме собрале нешто навистина овде.