Obsah
Newtonová sila, zotrvačnosť a Machov princíp
Newtonov druhý zákon
Ak sa súčet všetkých Newtonovských síl pôsobiacich na teleso nerovná nule, teleso sa bude pohybovať so zrýchlením. Tento proces je zahrnutý v druhom Newtonovom zákone a je reprezentovaný v matematickej forme akoF = m a.
- m = zotrvačná hmotnosť
- a = zrýchlenie
Situáciu podľa tohto vzťahu nájdeme prakticky v každej učebnici fyziky, a je
zobrazovaná jednoduchým vektorom F pôsobiacim na teleso so zotrvačnou hmotnosťou m.
Zotrvačná hmotnosť
Zo skúsenosti každodenného života
poznáme, ako sa objekt bráni, ak sa pokúšame zrýchliť jeho pohyb, alebo ak
chceme znížiť jeho rýchlosť. V klasickej fyzike tento odpor, nazývame zotrvačnosť a nazeráme naň ako na vlastnosť hmoty. Pretože ide o vlastnosť hmoty, nemôže ísť o Newtonovskú silu.
Dôležitým a nevyhnutným charakterom Newtonovskej sily je, že existuje pri vzájomnom pôsobení medzi dvoma objektmi. Teda nemôže byť schopnosťou jedného objektu.
Pretože zotrvačnosti telesa chýba interaktívny partner, pri odpore hmotného telesa proti pôsobeniu akéhokoľvek druhu zrýchlenia, tak sa zotrvačnosť nepozeráme ako na silu a nebude zobrazovaná tak, ako v klasických učebniciach.
Machov princíp
Ide o námietku, datujúcu sa k začiatku 20-teho storočia. V tomto čase, nemecký fyzik Mach vyhlásil niektoré princípy všeobecnej teórie relativity a publikoval myšlienku, že prítomnosť hmoty všetkých galaxií vo vesmíre je dôsledkom zotrvačnej hmotnosti.Existuje všeobecný názor že, " hmotnosť je ovplyvnená zotrvačnosťou ".
Dodnes táto myšlienka nebola experimentálne dokázaná alebo vyvrátená a preto zostáva špekulatívnou. Avšak otvára možnosť nájsť možného interaktívneho partnera pre zotrvačnosť, a umožňuje prijať odpor hmotného telesa pôsobiaci proti zrýchleniu, za skutočnú silu. V nasledujúcom učebnom materiály je táto myšlienka zotrvačnosti ako skutočnej sily prijatá a je znázorňovaná nasledovne.
Týmto majme na pamäti, že zotrvačná
sila, aj keď je reálna, nie je Newtonovou silou, ktorá by mohla byť použitá na
zrýchlenie objektu. Sila zotrvačnosti je silou reakcie na zrýchľovanie telesa,
existuje len v priebehu procesu zrýchľovania. Nemôže byť aplikovaná na objekt tak,
aby zapríčinila jeho zrýchlenie. Ale v prípade, ak aplikujeme Newtonovskú silu na
teleso, sila zotrvačnosti produkovaním potrebného odporu, umožňuje vytvárať zrýchlenie. Bez sily zotrvačnosti by Newtonovská sila pôsobila na teleso bez odporu, ťahala alebo tlačila by proti ničomu, nemala by žiaden účinok.
Nasledujúca simulácia demonštruje rôzne druhy zrýchlených pohybov a dovoľuje používateľovi zviditeľniť Newtonovské sily a taktiež sily zotrvačnosti.
