האם אי פעם שמתם לב שזה קשה יותר להתחיל לדווש באופנים
מאשר לרכב במהירות קבועה?
או תהיתם מה גורם לאופניים שלכם לזוז?
או חשבתם למה הם נוסעים קדימה ולא אחורה או לצדדים?
אולי לא, ואתם לא לבד.
רק במאה ה 17
אייזק ניוטון תאר את החוקים הבסיסיים של התנועה
והבנו את התשובה לשלוש השאלות האלה.
מה שניוטון הבין היה שדברים נוטים להמשיך לעשות
מה שהם כבר עושים. אז כשהאופניים שלכם עומדים,
הם נשארים עומדים, וכשהם נוסעים,
הם ממשיכים לנסוע.
חפצים בתנועה נוטים להמשיך לנוע
וחפצים במנוחה נוטים להמשיך לעמוד.
זה החוק הראשון של ניוטון.
פיזיקאים קוראים לזה חוק האינרציה, שזה מילה מפוארת להגיד
שחפצים נעים לא מאיצים פתאום, מאיטים, או משנים כיוון.
זו האינרציה הזו שאתם צריכים להתגבר עליה כדי לגרום לאופניים לזוז.
עכשיו אתם יודעים שאתם צריכים לגבור על האינרציה כדי לגרום לאופניים לזוז,
אבל מה זה שמאפשר לכם להתגבר על זה?
ובכן, התשובה מוסברת בחוק השני של ניוטון.
במונחים מתמטיים, החוק השני של ניוטון אומר
שכוח הוא התוצר של מסה ותאוצה.
כדי לגרום לחפץ להאיץ, או להגביר מהירות,
כוח צריך להיות מופעל.
כמה שתפעילו יותר כוח,
תאיצו מהר יותר. וכמה שיש לאופניים יותר מסה,
וכמה שלכם יש יותר מסה,
תצתרכו להפעיל יותר כוח כדי להאיץ באותו הקצב.
לכן יהיה ממש קשה לרכב על אופניים במשקל 5 טון.
וזה הכוח, שמופעל על ידי הרגלים שלכם שדוחפות את הפדלים,
שמאפשר לכם להתגבר על חוק האינרציה של ניוטון.
כמה שתלחצו חזק יותר על הפדלים, הכוח יגדל
ותאיצו מהר יותר.
עכשיו לשאלה האחרונה:
כשאתם כבר גורמים לאופניים לזוז,
למה הם נעים קדימה?
לפי החוק השלישי של ניוטון, לכל פעולה,
יש תגובה שווה והפוכה.
כדי להבין את זה, חשבו על מה שקורה כשאתם מפילים כדור קופצני.
כשהכדור הקופצני פוגע ברצפה,
הוא גורם לכוח יורד על הרצפה.
זו הפעולה.
הרצפה מגיבה על ידי דחיפת הכדור באותו הכוח,
אבל לכיוון השני - למעלה -
וגורמת לו לקפוץ חזרה למעלה אליכם.
יחד, הרצפה והכדור יוצרים מה שנקרא
צמד פעולה תגובה. כשזה מגיע לאופניים,
זה מעט יותר מסובך. כשגלגל האופניים שלכם מסתובב
עם כיוון השעון, החלקי של כל צמיג שנוגעים באדמה
דוחפים אחורה נגד כדור הארץ -
הפעולה. האדמה דוחפת קדימה באותו הכוח
נגד הצמיגים שלכם - התגובה.
מאחר ויש לכם שני צמיגים באופניים, כל אחד מהם יוצר צמד פעולה תגובה
עם האדמה. ומאחר וכדור הארץ הוא ממש ממש ממש גדול,
יחסית לאופניים שלכם, הוא בקושי זז
מהכוח שנגרם מצמיגי האופניים שדוחפים אותו אחורה -
אבל אתם מונעים קדימה.