Aţi observat că e mai greu să porniţi bicicleta
decât să mergeţi cu viteză constantă?
V-aţi întrebat ce produce mişcarea bicicletei?
Sau v-aţi gândit de ce bicicleta se duce în faţă şi nu în spate sau în lateral?
Poate nu şi nu aţi fi singuri.
În secolul XVII,
Isaac Newton a descris principiile fundamentale ale mecanicii
şi atunci am aflat răspunsul acestor trei întrebări.
Newton a observat că lucrurile tind să continue să facă
ce fac deja. Aşadar, când bicicleta stă pe loc,
rămâne staţionară, iar atunci când se deplasează,
continuă să se mişte.
Obiectele în mişcare tind să rămână în mişcare,
iar obiectele staţionare tind să staţioneze.
Ăsta e principiul I al mecanicii.
Fizicienii îi spun Legea Inerţiei, care e un mod elegant de a spune
că obiectele în mişcare nu accelerează, nu încetinesc şi nu îşi schimbă direcţia într-un mod spontan.
Trebuie să depăşiţi această inerţie pentru a pune bicicleta în mişcare.
Acum ştiţi că trebuie să depăşiţi inerţia pentru a pune bicicleta în mişcare,
dar ce vă permite să o depăşiţi?
Răspunsul e oferit de principiul al II-lea al mecanicii.
În termeni matematici, principiul al II-lea al mecanicii spune
că forţa e produsul masei şi al acceleraţiei.
Pentru a face un obiect să accelereze,
o forţă trebuie aplicată.
Cu cât aplici mai multă forţă,
cu atât accelerezi mai repede. Cu cât bicicleta cântăreşte mai mult
şi cu cât cântăriţi voi mai mult,
cu atât va fi nevoie de mai multă forţă pentru a accelera.
De aceea ar fi foarte greu să pedalaţi o bicicletă de cinci tone.
Forţa aplicată de picioarele voastre prin mişcarea pedalelor
permite depăşirea inerţiei din principiul I al mecanicii.
Cu cât impingeţi mai tare pedalele, cu atât forţa e mai mare
şi acceleraţia creşte.
Acum întrebarea finală:
Atunci când bicicleta e în mişcare,
de ce se duce în faţă?
Conform principiului al III-lea al mecanicii, pentru fiecare acţiune
există o reacţie opusă şi egală.
Pentru a înţelege, gândiţi-vă ce se întâmplă când daţi drumul unei mingi.
Când mingea loveşte pământul,
produce o forţă spre pământ.
Asta e acţiunea.
Podeaua reacţionează prin împingerea mingii cu aceeaşi forţă,
dar în sus -
ceea ce face mingea să sară înapoi spre voi.
Împreună, podeaua şi mingea formează
perechea acţiune-reacţiune. Când vine vorba de bicicletă,
e puţin mai complicat. Pe măsură ce roţile se învârtesc
în direcţia acelor de ceasornic, părţile fiecărui cauciuc ce ating pământul
împing spre pământ: acţiunea.
Pământul împinge înapoi cu aceeaşi forţă
spre fiecare cauciuc: reacţiunea.
Din moment ce aveţi două cauciucuri, fiecare formează o pereche acţiune-reacţiune
cu pământul. Şi din moment ce pământul e foarte mare
în comparaţie cu bicicleta, el abia se mişcă
în urma forţelor cauzate de cauciucurile bicicletei -
dar bicicleta e împinsă în faţă.