Keď sledujete tenis alebo akýkoľvek iný šport, sledujete demonštráciu fyziky, len s väčším fandom ako typický experiment s fyzikou. Ústredným bodom akcie sú tri zákony pohybu opísané v roku 1687 Sir Isaacom Newtonom, majstrom Grand Slamu v predindustriálnej vede. V mnohých ohľadoch je tenisový zápas testom toho, ktorý hráč manipuluje s Newtonovými zákonmi s najväčším efektom.
Zákony
Prvý pohyb Newtonovho zákona sa bežne nazýva zákonom zotrvačnosti: Objekt v stave rovnomerného pohybu zostane v tomto pohybe, pokiaľ nenarazí na vonkajšiu silu, a objekt v kľude zostane v kľude, pokiaľ sa na ňu nereaguje vonkajší silou. Druhý zákon Newtonu definuje vzťah medzi hmotnosťou objektu, silou, ktorá sa naňho uplatňuje, a zrýchlením, ktoré je výsledkom: Force sa rovná časovému zrýchleniu alebo F = ma. Tretím zákonom pohybu Newtonu by mohol byť ten, s ktorým väčšina ľudí je najznámejší, a to len preto, že vidia, že je tak často citovaný: Pre každú akciu existuje rovnaká a opačná reakcia.
Prvý zákon
V prípade tenisu je najzrejmejším príkladom prvého zákona Newtona cesta lopty. Keď narazíte loptičku s raketou, smeruje sa určitým smerom. Ak ste hrali hru vo vákuu medzigalaktického priestoru, svetelných rokov od akéhokoľvek telesa produkujúceho gravitáciu, lopta by pokračovala v tomto smere viac či menej neobmedzeným spôsobom, pretože na ňom nebudú pôsobiť žiadne vonkajšie sily. Na Zemi však pracujú dve hlavné sily: Vzduchový odpor spomaľuje rýchlosť lopty a gravitácia ťahá loptu smerom k zemi.
Druhý zákon
Keď si ten tenisový loptičku s tvojou raketou - v priestore alebo na Zemi - vystrčil silu. Koľko sily? To je miesto, kde vstúpi druhý zákon Newtona: Force sa rovná masovému zrýchleniu. V tejto rovnici je hmotnosť meraná v kilogramoch a zrýchlenie v jednotke nazývanej "metre za sekundu za sekundu". Zrýchlenie nie je to isté ako rýchlosť; skôr je to rýchlosť, ktorou sa niečo zrýchľuje. Ak sa objekt pohybuje rýchlosťou 1 m za sekundu alebo "m / s" a zrýchľuje tak, že o jednu sekundu neskôr sa pohybuje rýchlosťou 2 m / s, potom v 1 sekundy zrýchlil 1 m / s - 1 m za sekundu za sekundu.
Teraz späť na ten tenisový loptičku zasiahla: tenisová loptička má hmotnosť asi 56 g, alebo 0,056 kg. A povedzme, že na loptičku dosiahneme dosť zintenzívnením lopty, že po desiatke sekundy po tom, čo ju zasiahnete, dosiahne rýchlosť 100 mph alebo 44,7 m za sekundu. To je rýchlosť zrýchlenia 447 m za sekundu za sekundu alebo m / s / s. Vynásobte 0,056 kg krát 447 m / s / s a dostanete 25,032. Ale 25.032 čo? Sila sa meria v jednotkách nazývaných, dostatočne dostatočne, Newtonov. Do lopty zasiahnete 25,032 Newtonov sily. Pekné slúžiť.
Tretí zákon
Môžete slúžiť na loptu, váš súper vráti slúchadlo a vy choďte vrátiť jej volejbal. Naseš si nohu na zem a zatlač. Stlačíte jedným smerom - pod uhlom do zeme - a vaše telo ide v opačnom smere, pod uhlom od zeme. Sila, ktorou ste tlačili do zeme, je silou, s ktorou ste poháňaní dopredu. To je akcia a reakcia. Ste tretím zákonom Newtonovho pohybu v pohybe.
