Например, мы могли бы двигаться в данной точке со скоростью 3 км/час. Но мы знаем, что можем и менять скорость. Иногда мы идем медленно, иногда быстро. Темп изменения скорости называется ускорением. Ускорение описывает изменение скорости и определяется как:
По ощущениям своего тела мы знаем, что ускорение связано с силой. Для того чтобы быстро остановиться или быстро разогнаться, требуется сила. В автомобиле ускорение прижимает нас к сиденьям, а торможение бросает вперед, вот почему нам нужны ремни безопасности. С другой стороны, если ускорения нет, то есть если скорость постоянна, на нас действуют очень немногие силы. Если машина не двигается (идет с нулевой скоростью) или катится с постоянной скоростью, мы не чувствуем, что нас прижимает к сиденьям или бросает вперед. Повторим еще раз: ускорение, или измерение скорости, связано с действием сил2
.Первый закон движения Ньютона
Теперь мы готовы к изучению законов движения. Разработав исчисление бесконечно малых величин, Ньютон использовал его для описания законов движения, которые, как он полагал, управляют движением всех объектов. Его три закона используются и в наши дни для определения всего, начиная с количества бензина, требующегося для езды на автомобилях, и заканчивая предсказанием орбит плане. Даже спортивные тренажеры основаны на физике Ньютона. Ньютон формулировал свой первый закон движения следующим образом.
Возьмем такой объект, как мяч. Первый закон движения говорит, что он не будет катиться по ровному или горизонтальному полу, если мы его не толкнем. Первый закон также говорит, что если бы мяч катился по земле сам собой и если бы по какой-то неизвестной причине трение с землей отсутствовало, то он бы вечно катился с той же скоростью и в том же направлении, если бы его не остановила какая-нибудь внешняя сила.
Этот первый закон подразумевает, что у объектов нет собственных умов. С точки зрения Ньютона и его законов, планеты (или мяч) не обладают внутренней жизнью и, следовательно, не властны над своей судьбой. При отсутствии вмешательства извне они будут оставаться точно в том же состоянии, в каком находятся в данный момент. Квантовая физика слегка изменила это убеждение, но мы займемся этим позднее в нашем путешествии.
ВТОРОЙ ЗАКОН ДВИЖЕНИЯ
Второй закон движения говорит, что если вы толкаете что-либо, находящееся в покое, то оно не только двигается (как предсказывает первый закон), но и ускоряется в соответствии с силой толчка. В более точной формулировке, второй закон утверждает, что ускорение, вызываемое действием силы на объект, пропорционально величине этой силы. Другими словами, при той же массе большие силы вызывают большие ускорения. Мы могли бы также сказать, что для данной силы ускорение зависит от массы объекта. Определенная сила, приложенная к массивному объекту, вызовет меньшее ускорение, чем та же сила, приложенная к менее массивному объекту. Этот второй закон можно сформулировать следующим образом.
Второй закон движения говорит, что нажим с силой
Третий закон движения
Теперь давайте рассмотрим третий закон движения Ньютона, который гласит, что для любого действия имеется равное и противоположное противодействие.
Мы можем считать этот третий закон движения законом автомобильной аварии. Первый закон говорит нам, что вещи не ускоряются, если мы их не подталкиваем. Второй закон рассказывает о том, как они ускоряются, а третий закон говорит, что если вы врежетесь на своей машине в мою машину, то обе машины получат вмятины! Он говорит, что если два объекта сталкиваются, то они оказывают друг на друга равные и противоположно направленные воздействия.
Психология Ньютона