Us heu fixat mai que és més difícil posar en moviment
una bicicleta quan està aturada que fer-la avançar quan està en moviment?
Us heu preguntat per què es mou?
O per què es mou cap endavant en lloc de cap enrere o els costats?
Tal vegada no, i no seríeu els únics.
No va ser fins al segle XVII
quan Isaac Newton formulà les lleis fonamentals del moviment
i sabérem la resposta a totes tres preguntes.
Newton descobrí que els objectes tendeixen a continuar fent
allò que ja estan fent. Quan una bicicleta està aturada,
roman aturada, i quan està en moviment,
continua en moviment.
Els objectes en moviment tendeixen a seguir en moviment,
i els que estan en repòs tendeixen a seguir-hi.
És la I Llei de Newton.
Els físics en diuen Llei de la Inèrcia, una manera enrevessada de dir
que els objectes en moviment no augmenten ni redueixen la velocitat,
ni canvien de direcció espontàniament.
Aquesta inèrcia s'ha de superar perquè la bicicleta es comenci a moure.
Si hem de superar la inèrcia per moure la bicicleta, què ens permet superar-la?
La II Llei de Newton ens en dóna la resposta.
En termes matemàtics, aquesta llei diu que la força
és igual a la massa multiplicada per l'acceleració.
Perquè un objecte s'acceleri o augmenti la velocitat,
se li ha d'aplicar una força.
Com més força s'apliqui,
més aviat accelerarà,
i com més massa sumin la bicicleta i el ciclista,
més força se'ls haurà d'aplicar perquè s'accelerin en igual proporció.
Per això seria tan difícil anar amb una bicicleta de 4500 kg.
Aquesta força que les cames apliquen sobre els pedals
permet superar la Llei de la Inèrcia.
Com més fort s'accionin els pedals, més força s'obtindrà
i més ràpid s'accelerarà la bicicleta.
I ara, la darrera pregunta:
Quan ja està en moviment,
per què es mou endavant?
Segons la III Llei de Newton,
tota acció provoca una reacció oposada.
Per entendre-ho, considereu què passa quan es deixa caure una pilota elàstica.
Quan colpeja el sòl,
genera una força descendent:
l'acció.
El terra reacciona aplicant a la pilota la mateixa força
però en direcció ascendent,
la qual la fa retornar a la posició original.
El sòl i la pilota junts formen un parell acció-reacció.
El cas de la bicicleta
és una mica més complicat. Les parts del pneumàtic que toquen el sòl
empenyen la Terra cap enrere quan les rodes volten
en el sentit de les manetes del rellotge: les accions.
D'altra banda, el sòl les empeny cap endavant amb la mateixa força:
les reaccions.
Com que la bicicleta té dues rodes, cadascuna forma amb la Terra
un parell acció-reacció.
Com que la Terra és enorme en comparació amb la bicicleta,
gairebé no es mou cap enrere amb la força de la bicicleta,
mentre que la bicicleta sí que es mou cap endavant.