Трите закона на Нютон с велосипед - Джошуа Манли

Вижте пълния урок тук: http://ed.ted.com/lessons/joshua-manley-newton-s-3-laws-with-a-bicycle

Защо би било трудо да се кара 5-тонов велосипед? Това просто обяснение показва как нютоновите три закона за движение може да ви помогнат при карането на колело.

Забелязали ли сте, че е по-трудно да
започнете да въртите педалите на колелото си

отколкото да карате
с постоянна скорост?

Или, чудели ли сте се какво кара
колелото ви да се движи?

Или, мислели ли сте си защо се движи
напред, а не назад или встрани?

Може би не сте, и няма да бъдете сами.

Едва през 17-ти век

Исак Нютон описал основните
закони на движението

и ние разбрахме отговорът
на тези три въпроса.

Това, което Нютон разпознал било, че
нещата са склонни да продължават да вършат

това, което те вече правят. Така че,
когато вашето колело е спряло,

то остава спряло, и когато се движи,

то остава в движение.

Обекти в движение са склонни
да останат в движение

и обекти в покой са склонни
да останат в покой.

Това е първия закон на Нютон.

физиците го наричат закон за
инерцията, което е друг начин да се каже,

че движещи се обекти не се ускоряват спонтанно,
не се забавят или не променят посоката си.

Това е инерцията, която трябва да се преодолее,
за да накарате колелото ви да се движи.

Сега знаете, че трябва да преодолеете
инерцията, за да задвижите колелото си,

но какво е това, което ви
позволява да я преодолеете?

Ами отговорът е обяснен
от втория закон на Нютон.

От математическа гледна точка,
вторият закон на Нютон гласи,

че силата е произведението
на масата и ускорението.

За да накарате един обект да се
ускорява, или движи по-бързо,

трябва да приложите сила.

Колкото повече сила прилагате,

толкова по-бързо ускорявате. И колкото
повече маса има колелото ви,

и колкото повече маса имате и вие,

толкова повече сила трябва да използвате,
за да ускорявате със същата скорост.

Ето защо би било много трудно
да се кара 5-тонов велосипед

И това е тази сила, която се прилага от
краката ви натискащи надолу педалите,

която ви позволява да преодолеете
нютоновия закон на инерцията.

Колкото по-силно натискате надолу върху
педалите, толкова по-голяма е силата

и толкова по-бързо ускорявате.

Сега на последния въпрос:

Когато задвижите колелото,

защо върви напред?

Според третия закон на Нютон,
на всяко действие,

има равна и противоположна реакция.

За да разберем това, мислете си какво се
случва, когато изпуснете подскачаща топка.

Когато подскачащата топката удари пода,

тя предизвиква сила насочена
надолу върху пода.

Това е действието.

Пода реагира чрез натискане на
топката със същата сила,

но в обратната посока - нагоре,

карайки я да подскочи обратно при вас.

Заедно, пода и топката образуват
това, което се нарича

двойка на действие / противодействие.
Що се отнася до вашия велосипед,

това е малко по-сложно. Докато
колелата на велосипеда се въртят

по часовниковата стрелка, частите на
всяка гума, докосващи земята

натискат назад срещу земята -

действията. Земята избутва напред
със същата сила

срещу всяка от вашите гуми -
противодействията.

Тъй като имате две велосипедни гуми, всяка
една формира двойка на действие / противодействие

с повърхността. И тъй като Земята е
наистина, ама много по-голяма,

в сравнение с колелото ви,
тя едва се движи

от силата причинена от вашите
велосипедни гуми бутащи назад -

но вие се движите напред.