Lectia 1: Lege 1 a lui Newton
(Legea 1 a miscarii-Legea inertiei)

Legea 1 a lui Newton

Partea 1 a clasei de fizica a aratat o varietate de cai prin care miscarea sa fie descrisa-cuvinte, grafice, diagrame, numere, etc. Aceasta parte, Legile lui Newton, va discuta caile prin care miscarea poate fi explicata. Isaac Newton (om de stiinta din secolul 17) a propus prima oara trei legi care explica de ce corpurile se misca (sau nu se misca) asa cum o fac si cele trei legi au devenit cunoscute ca legile lui Newton, legile miscarii. Legea 1 a lui Newton este prima lege a miscarii, citeodata denumita "Legea inertiei".

Enuntul legii 1 a lui Newton este adeseori acesta:

Un obiect in repaos tinde sa ramina in repaos si un obiect in miscare tinde sa ramina in miscare cu aceeasi viteza si in aceeasi directie si sens daca nu cumva este actionat de o forta de dezechilibru.

Exista doua parti ale acestui enunt: una care prevede comportamentul obiectelor sationare (in repaos) si alta care prevede comportamentul obiectelor in miscare. Aceste doua parti sint rezumate in diagrama urmatoare:

Comportamentul tuturor obiectelor poate fi descris spunind ca obiectele tind "sa-si mentina starea pe care o au" (daca nu cumva sint dezechilibrate de forte). In repaos vor continua sa ramina in repaos. In miscare spre Est cu viteza de 5 m/s, vor continua sa se miste spre Est in aceasi stare (5 m/s). Daca se misca spre stinga cu 2 m/s, va continua sa se miste in aceeasi stare de miscare (2 m/s, stinga). Starea de miscare sau repaos se mentin atit timp cit nu sint dezechilibrate de o forta.

Exista un exercitiu "transmitere de apa" care demonstreaza acest principiu. Daca elevii participa la o cursa de stafeta carind un vas cu apa pe o curba si sa-l transmita unui coechipier fara sa se verse, apa va avea tendinta sa se verse in anumite cazuri care trebuie stiute pentru a cistiga cursa. Acestea sint:

• vasul este in repaos si incerci sa-l misti
• vasul este in miscare si incerci sa-l opresti
• vasul se misca intr-o directie si incerci sa-i schimbi directia

Comportamentul apei in timpul cursei de stafeta poate fi explicat prin legea 1 a miscari a lui Newton. Apa se varsa cind starea de miscare  a vasului se schimba. Apa se opune acestei schimbari a starii proprii si "continua sa faca ce face". Daca vasul este miscat din repaos la o viteza foarte mare la linia de start in cursa apa ramine in repaos si se varsa peste marginea vasului. Daca vasul se opreste brusc la linia de sosire a cursei sau la predarea stafetei apa continua sa se miste si din nou se varsa. In curbele cursei apa continua miscarea pe aceeasi directie deosebita de a vasului care ia curba si se varsa din nou. 

Exista multe aplicatii ale legii 1 a lui Newton prima lege a miscarii. Luati in seama experienta Dv intr-un automobil cu comportamentul paharului cu cafea. Cafeaua se comporta la fel ca apa, la start sau frinare, in curbe se poate varsa sau chiar se varsa daca schimbarile sint bruste.

Ati experimentat inertia vreodata  (rezistind schimbarii de stare a miscarii) intr-un automobil in timp ce frineaza la stop? Forta drumului pe rotile blocate ofera forta neechilibrata sa schimbe starea de miscare a automobilului acesta oprindu-se, dar nu exista forta de dezechilibru sa va schimbe si Dv starea de miscare existenta inainte cu automobilul. Asfel va continuati miscarea  spre parbriz sau si mai rau in caz de accident prin acesta.  O persoana in miscare tinde sa-si mentina starea de miscare cu aceeasi viteza in aceeasi directie... daca nu cumva a actionat forta de dezechilibru a centurii de siguranta. Da, centurile de siguranta sint folosite sa ofere siguranta pentru pasageri a carui miscare este guvernata de legile lui Newton. Centura de siguranta va ofera forta de dezechilibru care va aduce din starea de miscare in starea de repaos. Poate am exagerat cu parbrizul dar nu cred ca doriti sa speculati pe tema ce s-ar intimpla daca centura nu este folosita.

Exista mai multe aplicatii ale legi 1 a lui Newton, legea 1 a miscarii. Citeva aplicatii sint listate mai jos-incearca sa oferi explicatie pentru fiecare:

• singele se repede din capul Dv spre picioare cind coboriti cu un lift care se opreste brusc avind o senzatie de ameteala, la fel si la pornirea de pe loc cu lifturile mai vechi care nu au doua viteze la pornire pentru a diminua aceasta senzatie.  
• capul de ciocan poate fi fixata pe coada de lemn prin baterea capului liber de jos de o suprafata tare, vezi figura din dreapta ta! 
• o caramida este sparta fara dificultate peste mina profesorului de fizica lovind-o cu un ciocan asa cum fac zidarii (Atentie: nu incerca singur!)
• pentru a scoate ketchup dintr-o sticla se intoarce cu gura in jos, se misca rapid mina cu care este tinuta si se stopeaza brusc lovindu-se de cealalalta mina in repaos sau de marginea mesei (binenteles avind un vas de colectare in dreptul pozitiei de oprire)
• capul de scaun in automobil nu este numai pentru odihna, fiind destinat sa previna ranile gitului pasagerului in cazul unei loviri din spate a autoturismului 
• in timp ce mergi pe un skateboard (caroserie, vagon sau bicicleta), zbori inainte daca miscarea este inrerupta brusc de exemplu de un obstacol marunt

Poti gindi si alte aplicatii care ilustreaza prima lege a lui Newton?

Urmeaza>>