Conţinut
Când privești tenis sau orice alt sport, te uiți la o demonstrație de fizică, doar cu mai multă înveselire decât experimentul tipic de fizică. Centrul acțiunii sunt cele trei legi ale mișcării descrise în 1687 de Sir Isaac Newton, campionul Grand Slam al științei pre-industriale. În multe privințe, un meci de tenis este un test al cărui jucător manipulează legile Newton la cel mai mare efect.
Legile
Newtons prima lege a mișcării este denumită în mod obișnuit legea inerției: Un obiect aflat în stare de mișcare uniformă va rămâne în acea mișcare decât dacă întâlnește o forță externă, iar un obiect în repaus va rămâne în repaus decât dacă este acționat de un extern forta. Newton a doua lege definește relația dintre o masă a obiectelor, forța aplicată acesteia și accelerația care rezultă: Forța este egală cu accelerația de masă ori F = ma. Newtons a treia lege a mișcării ar putea fi cea cu care majoritatea oamenilor sunt familiarizați, numai dacă o văd citată atât de des: Pentru fiecare acțiune există o reacție egală și opusă.
Prima lege
În tenis, cea mai evidentă instanță a primei legi Newtons este calea mingii. Când lovești mingea cu racheta, aceasta se îndreaptă spre o anumită direcție. Dacă ai juca jocul în vidul spațiului intergalactic, la ani-lumină de la orice corp producător de gravitație, mingea ar continua în această direcție mai mult sau mai puțin la nesfârșit, pentru că nicio forță externă nu ar acționa asupra lui. Pe Pământ, însă, două forțe majore sunt la lucru: Rezistența aerului încetinește viteza mingii și gravitația trage mingea spre sol.
A doua lege
Când ai aruncat mingea de tenis cu racheta ta - în spațiu sau pe Pământ - ai exercitat o forță asupra ei. Câtă forță? Acolo vine legea a doua Newtons: Forța este egală cu accelerarea timpului în masă. În această ecuație, masa este măsurată în kilograme și accelerație într-o unitate numită „metri pe secundă pe secundă”. Accelerarea nu este același lucru cu viteza; mai degrabă, este viteza cu care se accelerează ceva. Dacă un obiect se mișcă la 1 m pe secundă sau „m / s” și se accelerează, astfel încât o secundă mai târziu se mișcă la 2 m / s, atunci va accelera 1 m / s în acea secundă - 1 m pe secundă pe secundă.
Acum, înapoi la acea minge de tenis pe care o lovești: o minge de tenis are o masă de aproximativ 56 g, sau 0,056 kg. Și să spunem că puneți suficientă zingă pe minge că la o zecime de secundă după ce ați lovit-o, aceasta ajunge la 100 km / h sau 44,7 m pe secundă. Aceasta este o viteză de accelerare de 447 m pe secundă sau secundă sau m / s / s. Înmulțiți 0,056 kg de 447 m / s / s și obțineți 25,032. Dar 25.032 ce? Forța este măsurată în unități numite, suficient de adecvate, Newton. Lovi mingea cu 25.032 Newtons de forță. Servire plăcută.
A treia lege
Tu servești mingea, adversarul îți întoarce servirea și te duci să-i întorci voleiul. Plantezi piciorul pe pământ și te apuci. Apasă într-o direcție - într-un unghi în pământ - și corpul tău merge în direcția opusă, într-un unghi depărtat de sol. Forța cu care ai împins în pământ este forța cu care ai fost propulsat înainte. Aceasta este acțiunea și reacția. Youre Newtons a treia lege a mișcării, în mișcare.