Pirmais Ņūtona likums

Šajā video es gribu nedaudz parunāt

par pirmo Ņūtona likumu.

Un šis ir tulkojums no Ņūtona "Principia" no latīņu valodas

angļu valodā.

Tātad pirmais likums: "Katrs ķermenis saglabā

miera stāvokli vai vienmērīgu

taisnvirziena kustību, kamēr tas nav spiests

mainīt savu stāvokli pielikta spēka ietekmē."

Citiem vārdiem sakot, tas nozīmē,

ka ja kaut kas... katrs ķermenis saglabā...

tātad viss paliks miera stāvoklī vai

kustēsies ar konstantu ātrumu, ja vien

to nespiedīs mainīt stāvokli kāds spēks.

Ja vien uz to neiedarbojas spēks, īpaši nekompensēts spēks.

Un es to paskaidrošu pēc mirkļa.

Ja man ir kaut kas miera stāvoklī, pilnīgā miera stāvoklī.

Tātad man ir... un tas ir kaut kas,

ko mēs jau esam redzējuši.

Pieņemsim, ka man ir akmens.

Pieņemsim, ka man kaut kur ir akmens,

un tas guļ zālienā.

Es varu turpināt vērot šo akmeni.

Un tas, visticamāk, nekustēsies, pieņemot,

ka ar to nekas nenotiek.

Ja akmenim netiek pielikts spēks,

šis akmens vienkārši paliks tur.

Tātad pirmā daļa ir diezgan acīmredzama.

"Katrs ķermenis saglabā miera stāvokli"...

Otro daļu es vēl netulkošu...

"kamēr tam netiek pielikts kāds spēks."

Skaidrs, ka akmens būs miera stāvoklī,

ja vien tam netiks pielikts kāds spēks, ja vien kāds

nemēģinās to pagrūst, ripināt vai kaut ko citu ar to darīt.

Pirmā likuma mazāk intuitīvā daļa ir otrā daļa.

"Katrs ķermenis saglabā" vai nu "miera stāvokli,"

vai vienmērīgu taisnvirziena kustību,

kamēr tas nav spiests

mainīt savu stāvokli pielikta spēka ietekmē."

Tātad šis pirmais Ņūtona likums... un es domāju,

man šeit nedaudz jānovirzās no tēmas,

jo šis te ir Ņūtons.

Un, ja šis ir pirmais Ņūtona likums,

kāpēc man te ir šī milzīgā šī vīra bilde?

Nu, iemesls ir tāds, ka pirmais Ņūtona likums patiesībā ir

tikai šī vīra inerces likuma pārformulējums.

Un šis vīrs, vēl viens civilizācijas titāns,

patiešām, šis ir Galileo Galilejs.

Un viņš ir pirmais, kurš formulēja inerces likumu.

Un Ņūtons to tikai nedaudz pārfrāzēja un apvienoja

ar saviem pārējiem likumiem.

Bet viņš izdarīja daudz, daudz, daudz citu lietu.

Tāpēc patiesībā ir jāpateicas Galileo

par pirmo Ņūtona likumu.

Tāpēc es viņu ieliku lielākā bildē nekā šo.

Bet es biju iesācis domu.

Mēs saprotam, ka, ja kaut kas ir miera stāvoklī,

tas paliks miera stāvoklī, ja vien

uz to neiedarbosies kāds spēks.

Un dažās definīcijās jūs redzēsiet,

ja vien nav kāds nekompensēts spēks.

Un iemesls, kāpēc saka "nekompensēts",

ir tas, ka uz kaut ko var iedarboties divi spēki,

un tie varētu viens otru kompensēt.

Piemēram, es varētu grūst šo akmens pusi

ar noteiktu spēku.

Un, ja tu grūdīsi šo akmens pusi

ar tieši tādu pašu spēku, akmens nekustēsies.

Un vienīgais veids, kā tas kustētos, būtu, ja būtu daudz lielāks

spēks vienā pusē nekā otrā,

tātad, ja jums ir nekompensēts spēks.

Tātad, ja jums ir milzīgs... un varbūt akmens

ir slikta analoģija.

Ņemsim ledu, jo ledu ir vieglāk kustināt, vai ledu uz ledus.

Tātad šeit ir ledus.

Un tad man ir vēl viens ledus klucis,

kas stāv uz šī ledus.

Vēlreiz atkārtošu – mēs esam pazīstami ar ideju,

ka, ja uz to neiedarbojas spēks, ledus nekustēsies.

Bet kas notiek, ja es grūžu ledu

ar noteiktu spēku no šīs puses,

un tu grūd ledu no tās puses

ar tādu pašu spēku?

Ledus joprojām nekustēsies.

Šis te būtu kompensēts spēks.

Vienīgais veids, kā ledus var mainīt savu stāvokli, mainīt

savu miera stāvokli, ir, ja spēks ir nekompensēts.

Tātad, ja mēs pieliekam nedaudz spēka šai pusei,

tā, ka tas vairāk nekā kompensē spēku, kas to grūž šajā virzienā,

tad jūs redzēsiet, ka ledus klucis sāk kustēties,

sāk patiešām paātrināties šajā virzienā.

Bet es domāju, ka šī daļa ir acīmredzama.

Tas, ka kaut kas miera stāvoklī

paliks miera stāvoklī, ja vien uz to neiedarbosies

nekompensēts spēks.

Mazāk acīmredzama ir ideja, ka kaut kas,

kas kustas vienmērīgi taisnā virzienā, kas

ir cits veids, kā pateikt, ka kaut kam

ir konstants ātrums.

Viņš saka, ka kaut kas,

kam ir konstants ātrums, turpinās

kustēties ar šo konstanto ātrumu bezgalīgi,

ja vien uz to neiedarbosies nekompensēts spēks.

Un tas ir mazāk intuitīvi.

Jo viss mūsu cilvēciskajā pieredzē...

pat ja es pagrūstu šo ledus kluci,

galu galā tas apstāsies.

Tas vienkārši neturpinās kustēties mūžīgi, pat

pieņemot, ka šis ledus lauks ir bezgalīgi garš, tas ledus

galu galā apstāsies.

Vai, ja es metu tenisa bumbiņu.

Šī tenisa bumbiņa galu galā apstāsies.

Tā galu galā apstāsies.

Vai, ja es ripināšu boulinga bumbu, vai jebko citu.

Mēs nekad neesam redzējuši, vismaz savā cilvēciskajā pieredzē,

izskatās, ka viss galu galā apstāsies.

Tāpēc ir ļoti neintuitīvi teikt,

ka kaut kas kustībā vienkārši

turpinās kustēties bezgalīgi.

Viss cilvēka intuīcijā saka, ka, ja vēlies, lai kaut kas

turpinātu kustēties, tev ir jāturpina

pielikt vairāk spēka, jāturpina tam pievadīt vairāk enerģijas,

lai tas turpinātu kustēties.

Tavs auto nebrauks mūžīgi, ja vien tu neturpināsi,

ja vien dzinējs neturpinās dedzināt degvielu, lai brauktu, un patērēt

enerģiju.

Par ko tad viņi runā?

Nu, visos šajos piemēros... un es

domāju, ka šī patiesībā ir diezgan izcila atziņa no visiem

šiem vīriem, proti, ka visas šīs lietas

būtu kustējušās mūžīgi.

Bumba turpinātu ripot mūžīgi.

Šis ledus klucis kustētos mūžīgi,

izņemot to, ka ir nekompensēti

spēki, kas uz tiem iedarbojas, lai tos apturētu.

Tātad ledus gadījumā, lai gan ledum uz ledus

nav lielas berzes, tomēr

starp tiem pastāv zināma berze.

Un šajā situācijā

berzes spēks

darbosies pretī ledus kustības virzienam.

Un berze patiesībā rodas atomu līmenī...

Tātad, ja jums ir ūdens molekulas kristālrežģī

ledus kubā, un tad šeit ir

ūdens molekulas kristālrežģī uz ledus,

uz ledus jūras, pa kuru tas slīd...

tās savā starpā berzējas un saduras.

Lai gan abas virsmas ir gludas, šeit ir nepilnības.

Tās saduras un berzējas.

Tās rada nedaudz siltuma.

Un tās, būtībā, darbosies pret kustību.

Tātad šeit tiek pielikts berzes spēks.

Un tāpēc tas apstājas.

Ne tikai berzes spēks, jums ir arī

gaisa pretestība.

Ledus klucis sadursies

ar visādām gaisa daļiņām.

Sākumā to varbūt nevar pamanīt,

bet tas noteikti neļaus tam kustēties mūžīgi.

Tas pats attiecas uz gaisā mestu bumbu.

Acīmredzami, kādā brīdī tā atsitīsies

pret zemi gravitācijas dēļ.

Tas ir viens spēks, kas uz to iedarbojas.

Bet pat tad, kad tā atsitīsies pret zemi,

tā neripos mūžīgi, atkal jau,

berzes dēļ, īpaši, ja šeit ir zāle.

Zāle to apturēs.

Un pat gaisā tā kļūs lēnāka.

Tai nebūs konstanta ātruma.

Jo ir visas šīs gaisa daļiņas,

kas ar to sadursies un pieliks

spēku, lai to palēninātu.

Tas, kas šajos vīros bija patiešām izcils,

bija tas, ka viņi spēja iedomāties realitāti, kurā

tev nebija gravitācijas, kurā

gaiss nepalēnināja lietas.

Un viņi varēja iedomāties, ka šajā realitātē

kaut kas vienkārši turpinātu savu kustību.

Un iemesls, kāpēc Galileo, atklāti sakot, iespējams, bija labs

šādā domāšanā, ir tas, ka viņš

pētīja planētu orbītas.

Un viņš varēja, vai vismaz viņš, iespējams,

teoretizēja, ka, hei, varbūt tur nav gaisa.

Un varbūt tāpēc šīs planētas var vienkārši

turpināt riņķot un riņķot orbītā.

Un man jāsaka "ātrums", jo to virziens

mainās, bet to ātrums nekad nesamazinās,

jo kosmosā nav nekā,

kas faktiski palēninātu šīs planētas.

Lai nu kā, cerams, ka tev tas šķita tikpat aizraujoši kā man.

Jo zināmā mērā tas ir super acīmredzami.

Bet pavisam citā līmenī tas ir pilnīgi neacīmredzami,

īpaši šī vienmērīgā taisnvirziena kustība.

Un, lai būtu pilnīgi skaidrs,

ja gravitācija pazustu un nebūtu gaisa,

un tu mestu bumbu, tā bumba burtiski

turpinātu kustēties šajā virzienā

mūžīgi, ja vien kāds cits nekompensēts spēks

to neapturētu.

Un vēl viens veids, kā par to domāt... un šis

ir piemērs, ko jūs varētu redzēt ikdienā...

Ja es esmu lidmašīnā, kas lido ar pilnīgi

konstantu ātrumu un ir absolūti

nekādas turbulences lidmašīnā.

Ja es sēžu lidmašīnā tieši šeit.

Un tā lido ar konstantu ātrumu, pilnīgi gludi,

bez turbulences.

Man patiešām nav iespējas pateikt, vai šī lidmašīna

kustas, neskatoties pa logu.

Pieņemsim, ka šajā lidmašīnā nav logu.

Tā lido ar konstantu ātrumu.

Un nav turbulences.

Un pieņemsim, ka es neko nedzirdu.

Tātad es pat nedzirdu dzinējus.

Man nav iespējas sajust, ka lidmašīna kustas.

Jo no manas atskaites sistēmas

tas izskatās pilnīgi identiski tam, kā būtu, ja es

būtu tajā pašā lidmašīnā, kas stāv uz zemes.

Un tas ir vēl viens veids, kā par to domāt.

Ka patiesībā ir ļoti intuitīvi,

ka tie ir līdzīgi stāvokļi - kustēties ar konstantu ātrumu

vai atrasties miera stāvoklī.

Un tu tiešām nevari pateikt,

kurā no tiem tu esi.