Οι 3 νόμοι του Νευτωνα, μ' ένα ποδήλατο - Τζόσουα Μάνλει

Δείτε το πλήρες μάθημα εδώ: http://ed.ted.com/lessons/joshua-manley-newton-s-3-laws-with-a-bicycle

Γιατί είναι σχεδόν αδύνατο να κινήσεις ένα ποδήλατο που ζυγίζει 4.500 τόνους; Αυτό το απλουστευμένο βίντεο εξηγεί πώς οι 3 νόμοι της κίνησης του Νεύτωνα μπορεί να σε βοηθήσουν να κάνεις καλύτερα ποδήλατο.

Έχεις προσέξει πως είναι πιο δύσκολη
η πρώτη πεταλιά στο ποδήλατο

απ' ό,τι όταν έχεις ξεκινήσει κι έχεις
μια σταθερή ταχύτητα;

Αναρωτήθηκες ποτέ πώς κινείται το ποδήλατο,

ή γιατί πηγαίνει μπροστά, αντί για πίσω ή πλάγια;

Ίσως όχι, αλλά δεν είσαι ο μόνος.

Έπρεπε να φτάσει ο 17ος αιώνας

τότε που ο Ισαάκ Νεύτωνας
περιέγραψε τις αρχές της κίνησης

για ν' απαντηθούν οι παραπάνω απορίες.

Ο Νεύτωνας αναγνώρισε πως τα αντικείμενα
έχουν την τάση να συνεχίσουν να κάνουν

αυτό που ήδη κάνουν.
Όταν λοιπόν το ποδήλατό σου είναι σταματημένο,

μένει ακίνητο, ενώ όταν προχωρά,

συνεχίζει να προχωρά.

Τα αντικείμενα σε κίνηση έχουν την τάση
να παραμείνουν σε κίνηση,

ενώ αυτά που είναι σε στάση
να παραμείνουν σε στάση.

Αυτός είναι ο πρώτος νόμος του Νεύτωνα.

Οι φυσικοί τον ονομάζουν νόμο της αδράνειας,
που είναι ένας έξυπνος τρόπος να πεις

ότι τα κινούμενα αντικείμενα δεν επιταχύνουν, δεν επιβραδύνουν ή αλλάζουν κατεύθυνση από μόνα τους.

Την αδράνεια πρέπει να νικήσεις για να
καταφέρεις να κινήσεις το ποδήλατό σου.

Τώρα που το ξέρεις αυτό

πρέπει να μάθεις και τον τρόπο που θα το πετύχεις.

Η απάντηση βρίσκεται
στον δεύτερο νόμο του Νεύτωνα.

Μαθηματικά μιλώντας,
ο δεύτερος νόμος του Νεύτωνα λέει

πως η δύναμη προκύπτει από το γινόμενο
της μάζας επί την επιτάχυνση.

Για να κινήσεις ή να επιταχύνεις
ένα αντικείμενο δηλαδή,

πρέπει να εφαρμόσεις μια δύναμη.

Όσο μεγαλύτερη η δύναμη,

τόσο μεγαλύτερη η επιτάχυνση.
Κι όσο μεγαλύτερη μάζα έχει το ποδήλατό σου,

ή εσύ,

τόσο μεγαλύτερη δύναμη χρειάζεσαι για να πετύχεις
τον ίδιο ρυθμό επιτάχυνσης.

Γι' αυτό και είναι σχεδόν αδύνατο να κουνήσεις
ένα ποδήλατο 4.500 τόνων.

Η δύναμη που βάζεις όταν σπρώχνεις
με τα πόδια σου τα πετάλια

σε βοηθά να νικήσεις τον νόμο περί αδράνειας,
του Νεύτωνα.

Όσο πιο πολύ σπρώχνεις,
τόση περισσότερη δύναμη βάζεις

και τόσο πιο γρήγορα επιταχύνεις.

Τελευταία ερώτηση τώρα:

Αφού καταφέρεις να κινήσεις το ποδήλατό σου,

αυτό γιατί πάει προς τα εμπρός;

Σύμφωνα με τον 3ο νόμο του Νεύτωνα, για κάθε δράση,

υπάρχει μια ίση και αντίθετη αντίδραση.

Για να το καταλάβεις, σκέψου τι γίνεται
όταν ρίχνεις κάτω ένα μπαλάκι που αναπηδά.

Όταν το μπαλάκι χτυπά το έδαφος,

ασκείται μια δύναμη προς το έδαφος.

Αυτό ονομάζεται δράση.

Το έδαφος αντιδρά, σπρώχνοντας το μπαλάκι
ακριβώς με την ίδια δύναμη,

αλλά προς την αντίθετη κατεύθυνση
-δηλαδή προς τα πάνω-

κι έτσι αυτό ξαναγυρνά στα χέρια σου.

Μαζί, το έδαφος και το μπαλάκι, σχηματίζουν αυτό που λέμε,

το ζεύγος δράσης/αντίδρασης.
Στο ποδήλατο τώρα,

είναι λίγο πιο πολύπλοκο.
Καθώς γυρνούν οι ρόδες

με τη φορά του ρολογιού, η επιφάνεια της ρόδας
ακουμπώντας το έδαφος

σπρώχνει το δρόμο -η δράση.

Ο δρόμος τώρα σπρώχνει με την ίδια ακριβώς δύναμη

με την αντίθετη φορά τα λάστιχα - η αντίδραση.

Καθώς έχεις δύο λάστιχα, το καθένα απ' αυτά σχηματίζει ένα ζεύγος δράσης/αντίδρασης

με το έδαφος.
Και καθώς η γη είναι πολύ, πολύ μεγάλη

σε σύγκριση με το ποδήλατό σου,
δεν καταφέρνεις να την κινήσεις

από τη δύναμη που εσύ εφαρμόζεις σ' αυτήν,

αλλά μετακινείσαι εσύ προς τα εμπρός.