Kandungan
Apabila anda menonton tenis, atau mana-mana sukan lain, anda menonton demonstrasi fizik, hanya dengan lebih bersorak daripada percubaan fizik tipikal. Pusat tindakan ini adalah tiga undang-undang gerakan yang diterangkan pada tahun 1687 oleh Sir Isaac Newton, juara Grand Slam sains pra-industri. Dalam banyak cara, perlawanan tenis adalah ujian pemain mana yang memanipulasi undang-undang Newtons untuk memberi kesan yang besar.
Undang-undang
Newtons undang-undang gerakan pertama biasanya dipanggil undang-undang inersia: Objek dalam keadaan gerakan seragam akan kekal dalam usul itu melainkan jika ia menemui kuasa luaran, dan objek di rehat akan tetap rehat kecuali jika ia bertindak oleh luaran memaksa. Newton undang-undang kedua mentakrifkan hubungan antara objek jisim, daya yang digunakan untuk itu dan pecutan yang menghasilkan: Daya sama dengan pecutan masa massa, atau F = ma. Undang-undang gerakan Newtons yang ketiga mungkin menjadi yang paling ramai orang kenal, jika hanya kerana mereka melihatnya sering disebut: Untuk setiap tindakan terdapat tindak balas yang sama dan bertentangan.
Undang-undang Pertama
Dalam tenis, contoh hukum Newtons yang paling jelas adalah jalan bola. Apabila anda memukul bola dengan raket anda, ia mengetuk ke arah tertentu. Sekiranya anda memainkan permainan dalam vakum ruang intergalaktik, tahun cahaya dari mana-mana badan penghasil graviti, bola akan terus ke arah itu lebih atau tidak selama-lamanya, kerana tiada daya luaran akan bertindak di atasnya. Di Bumi, bagaimanapun, dua kuasa besar sedang bekerja: Rintangan udara memperlambat kelajuan bola dan graviti menarik bola ke arah tanah.
Undang-undang Kedua
Apabila anda mengalahkan bola tenis dengan raket anda - di angkasa atau di Bumi - anda mengenakan kekuatan di atasnya. Berapa banyak kuasa? Thats di mana undang-undang Newtons kedua masuk: Daya sama dengan pecutan masa massa. Dalam persamaan ini, jisim diukur dalam kilogram dan percepatan dalam unit yang dipanggil "meter per saat sesaat." Pecutan tidak sama dengan kelajuan; Sebaliknya, kadar di mana sesuatu sedang mempercepatkan. Sekiranya objek bergerak pada 1 m sesaat, atau "m / s," dan ia mempercepat supaya satu saat kemudiannya bergerak pada 2 m / s, maka ia meningkat 1 m / s dalam satu saat - 1 m per saat sesaat.
Sekarang kembali ke bola tenis yang anda tekan: Bola tenis mempunyai massa sekitar 56 g, atau 0,056 kg. Dan katakan bahawa anda meletakkan zing yang cukup pada bola yang sepersepuluh detik setelah anda memukulnya, mencapai 100 mph, atau 44.7 m sesaat. Itulah kadar percepatan 447 m sesaat sesaat, atau m / s / s. Multiply 0.056 kg kali 447 m / s / s dan anda mendapat 25.032. Tetapi 25.032 daripada apa? Pasukan diukur dalam unit dipanggil, cukup tepat, Newtons. Anda memukul bola dengan 25,032 Newtons force. Berkhidmat dengan baik.
Undang-undang Ketiga
Anda berkhidmat bola, lawan anda mengembalikan servis dan anda pergi untuk mengembalikan bola tamparnya. Anda menanam kakimu di atas tanah dan lepaskan. Anda menolak ke satu arah - di sudut ke dalam tanah - dan badan anda pergi ke arah yang bertentangan, di sudut jauh dari tanah. Kekuatan yang anda jalankan ke dalam tanah adalah daya yang anda maju ke hadapan. Tindakan dan tindak balas. Youne Newtons undang-undang ketiga gerakan, bergerak.