Come dimostrare la prima legge di Newton del moto

Come dimostrare la prima legge di Newton del moto

Nel tardo XVII secolo, Isaac Newton ha scritto, "tutti i corpi persistono nella loro condizione di riposo o muovono uniformemente in linea retta, tranne nella misura in cui una forza colpita li obbliga a cambiare il loro stato". Questo è spesso liberamente tradotto come "corpi a riposo tendono a rimanere a riposo, e quelle in movimento continuano a muoversi in linea retta a meno che non si è comportato al momento di una forza esterna". È un concetto assolutamente fondamentale, ma comunque incredibile perché è così difficile da osservare sulla terra, dove forze esterne (come la gravità) sono sempre in azione. Dimostrazioni di varia complessità sono possibili, e tutti dipendono bilanciamento e riducendo al minimo le forze esterne.

Istruzioni

Una semplice dimostrazione

Come dimostrare la prima legge di Newton del moto

Un bicchiere d'acqua può essere il cuore di una semplice dimostrazione.

Nastro un vetro bevente chiaro su uno skateboard.

• Riempire a metà il bicchiere con acqua.

• Molto delicatamente ottenere il skateboard rolling lungo una superficie piana e liscia. Se si tenta di aggiungere solo un po ' di velocità in un momento in modo che l'acqua rimane pianamente come possibile.

• Lasciate che lo skateboard roll per qualche istante, poi fermarlo bruscamente. Osservare l'acqua nel bicchiere. Lo skateboard si fermerà, si fermerà il vetro, ma l'acqua sarà ancora muovendo nella stessa direzione fino a quando non rovescia contro il lato del vetro.

Una dimostrazione più quantitativa

Come dimostrare la prima legge di Newton del moto

Di marmo e un pavimento liscio rendono una dimostrazione più quantitativa.

Posizionare un marmo su un pavimento duro, liscio.

• Dare il marmo un colpetto rapido moderato — abbastanza per inviarlo attraverso la stanza, ma non così tanto da inviarlo volando troppo veloce da seguire.

• Tracciare il movimento del marmo, notando dove è in intervalli costanti (un centesimo posto dal lato della pista in marmo rende un comodo indicatore). Un secondo intervalli spesso sono convenienti, ma è possibile utilizzare qualsiasi intervallo costante — batte anche in una canzone — per il movimento del tempo.

• Quando la biglia colpisce il muro opposto, misurare la distanza che ha viaggiato. Gli indicatori saranno tutti si trovano lungo una linea retta (se non, la terra non è piatta) e la distanza tra ogni misurazione di posizione adiacente sarà lo stesso.

Una misura completamente quantitativa

• Preparare una traccia di aria introducendo fresco carta termica (carta scintilla) lungo il lato.

• Posto un aliante sulla rotaia.

• Impostare il timer di scintilla e verificarla sta lavorando.

• Ottenere l'aliante spostando verso il basso la rotaia. Farà qualsiasi impulso moderata, sebbene aria rotaie spesso dotati di un meccanismo di push di qualche tipo.

• Rimuovere il nastro di scintilla e misurare la distanza tra i punti di scintilla. La distanza tra punti adiacenti sarà identica, dimostrando che un corpo in movimento rimarrà in moto uniforme.