Вы замечали, что при езде на велосипеде
самое сложное – это начать крутить педали?
Задумывались ли вы, почему велосипед едет?
И почему вперёд, а не назад или ещё куда-нибудь?
Скорей всего, не задумывались. Как и многие.
Ответы на эти вопросы появились
лишь только в 17 веке, когда Исаак Ньютон
описал основные законы движения.
Ньютон догадался, что тела продолжают удерживаться
в своём состоянии. Если велосипед стоит,
он продолжает стоять. Если он движется,
то продолжает двигаться.
Движущиеся тела продолжают двигаться,
покоящиеся тела остаются в покое.
Это первый закон Ньютона.
Его называют законом инерции. Этот термин означает,
что движущиеся тела не могут мгновенно изменить скорость или направление движения.
Эту самую инерцию нам нужно преодолеть, когда мы садимся на велосипед
и начинаем крутить педали, чтобы привести его в движение.
Почему мы можем преодолеть инерцию?
Объяснение есть во втором законе Ньютона,
по которому сила равна
произведению массы на ускорение.
Чтобы тело увеличило скорость движения,
должна быть приложена сила.
Чем больше сила,
тем больше ускорение. Чем больше масса велосипеда,
и чем больше масса вашего тела,
тем больше силы потребуется для ускорения.
Поэтому ездить на велосипеде весом в 10 000 фунтов [~4540 кг] было бы не просто.
Преодолеть закон инерции вам помогает сила,
с которой вы крутите педали.
Чем сильнее вы их крутите, тем больше прикладываемая сила,
и тем больше ускорение.
Вернёмся к последнему вопросу.
Когда велосипед движется,
почему он едет вперёд?
Согласно третьему закону Ньютона, на каждое действие есть
равное по силе противодействие.
Что происходит, когда резиновый мяч падает на пол?
Ударяясь о пол, мяч действует на него с силой,
направленной вниз.
Это действие.
В противодействие пол воздействует на мяч
с такой же силой, только направленной вверх.
Поэтому мяч и отскакивает от пола.
Мяч и пол образуют так называемую
пару сил действие-противодействие.
С велосипедом немного сложнее.
Колёса велосипеда крутятся по часовой стрелке
и толкают землю назад —
это действие. Земля же толкает колёса вперёд
с такой же силой – это противодействие.
У велосипеда 2 колеса, и каждое образует
пару действие-противодействие с землёй.
Земля огромна, и ускорения от силы воздействия колёс она не получает.
Воздействие же Земли на велосипед значительно,
и он движется вперёд.