Ви замислювалися над тим, що зрушити велосипед важче,
ніж їхати на ньому з постійною швидкістю?
Цікавились, що змушує велосипед рухатися?
Або чому він їде вперед, замість того, щоб їхати назад чи вбік?
Можливо, не думали, і ви не одні такі.
В далекому 17 столітті
Ісаак Ньютон описав основні закони механіки,
які дають відповіді на ці три питання.
Ньютон помітив, що об'єкти схильні продовжувати робити те,
що вони уже роблять. Отже, коли велосипед стоїть,
то він залишається в стані спокою, а коли їде,
то продовжує рухатися.
Об'єкти в русі, схильні рухатися й далі,
а об'єкти в стані спокою схильні в ньому залишатися.
Це перший закон Ньютона.
У фізиці - це закон інерції, який є просто замудреним способом сказати,
що під час руху об'єкти не можуть спонтанно прискоритися,
уповільнитися чи змінити напрямок.
Інерція — це те, що треба подолати, щоб змусити велосипед їхати.
Тепер ви знаєте, що треба подолати інерцію, щоб зрушити з місця,
але що допомагає зробити це?
Що ж, відповідь знаходиться в другому законі Ньютона.
Математичне формулювання другого закону таке:
сила — це добуток маси і прискорення.
Щоб об'єкт прискорився чи розігнався,
повинна застосуватися сила.
Чим більше сили прикладено,
тим більше прискорення. А чим більша маса велосипеда
та ваша власна маса,
тим більше сили треба прикласти, щоб прискоритися до тієї ж швидкості.
Ось чому буде дуже важко крутити педалі 4500-кілограмового велосипеда.
Саме сила, з якою ви крутите педалі,
дозволяє подолати перший закон Ньютона.
Чим сильніше ви тиснете на педалі, тим більша сила
і тим швидше ви рухаєтеся.
Приступимо до заключного питання.
Коли ви зрушили велосипед з місця,
чому він їде вперед?
Згідно із третім законом Ньютона, для кожної дії
є тотожна і протилежна протидія.
Щоб зрозуміти це, згадайте, що відбувається, коли ви кидаєте надувний м'яч.
Після того, як м'яч досягає землі,
він тисне на землю.
Це дія.
Підлога реагує тим, що відштовхує м'яч з тією самою силою,
але в протилежному напрямку — вверх,
повертаючи м'яч до вас.
Підлога та м'яч формують те, що зоветься
дія-протидія. На прикладі велосипеда
це трішки складніше. Під час руху коліс
за годинниковою стрілкою, шини велосипеда торкаються землі,
та тиснуть на неї —
це дія. Земля тисне в протилежний бік з такою самою силою
на шини — це протидія.
Так як у велосипеда дві шини, кожна із них формує пару дія-протидія
із землею. А так як Земля дуже велика
у порівнянні з велосипедом, то вона ледве рухається,
від тієї сили, що здійснюють шини,
але велосипед рухається вперед.