你曾注意到嗎?
騎自行車時
起步比等速前進費力
你想過自行車為什麼會移動嗎?
為什麼是前進
而不是後退或向旁邊呢?
也許你沒想過,但不止是你
一直到十七世紀
牛頓 (Isaac Newton) 描述了
三大運動定律
我們才明白了這三個問題的答案
牛頓發現
事物傾向於保持原來狀態
所以,當你的自行車停止
它會保持停止狀態;如果它前進
則會保持前進狀態
動者恆動
靜者恆靜
這就是牛頓第一運動定律
物理學家稱為慣性定律
這只是比較酷的名稱
意思是運動中的物體不會自己
加速、減速、改變方向
必須克服慣性,自行車才會移動
雖然知道克服慣性,自行車才會動
但克服慣性的到底是什麼?
牛頓第二運動定律說出了答案
牛頓第二定律,用數學觀點來說
力 = 質量 × 加速度
要讓某個物體加速
必須施力
施力越大
加速越快。而且自行車質量越大
還有你的質量越大
要施更大的力,才有相同的加速度
如果自行車有一萬磅重
會很難踩得動
而就是雙腿踩踏板的力量
讓你克服牛頓的慣性定律
你越用力踩踏板
加速就越快
最後一個問題是:
當你移動自行車時
為什麼自行車會往前走?
根據牛頓第三定律,每個作用力
都有大小相等、方向相反的
反作用力
要理解這點,想想彈力球掉到地上
會怎麼樣
彈力球掉到地上時
對地板施了個向下的力
這是作用力
地板的反應是,用相等的力量推球
但方向相反,變成向上
讓球彈回你手上
地板和球,形成了一對
作用力與反作用力
自行車則更複雜
當車輪順時針旋轉
輪子接觸地面部分
會向後推地球
這是作用力。地面以相等的力量
反方向推輪子,這是反作用力
因為自行車有兩個輪子
每個會與地面形成一對
作用力與反作用力
因為和自行車相比
地球真的超級大,
所以你的自行車輪胎向後的力量
幾乎沒有讓地球移動
──然而你就被反作用力推向前了