CCF20090213043

tym większa siła jest wymagana do zmiany jego pędu, a więc F jest proporcjonalna do m. W ten sposób dochodzimy do słynnego wzoru w drugim prawie Newtona: F = ma (siła równa się iloczynowi masy i przyspieszenia).

Najważniejszą konsekwencją drugiego prawa jest to, że dopuszcza ono pojęcie ciągłej siły. Przed Newtonem naukowcy posługiwali się pojęciem siły, tylko jednak jako czymś, co może oddziały waó przez chwilę, jak w przykładzie zderzających się kul bilardowych. Siła Netwona obejmuje dużo szerszy obszar zjawisk. Człowiek pchający drogą taczkę, na przykład, nieustannie oddziałuje na nią siłą, aby utrzymać ją w ruchu (czyli pokonać tarcie).

Ostatnim kawałkiem układanki jest trzecie prawo Newtona, które jest także jego najśmielszym posunięciem. Wyszedłszy od zasady Kartezjusza, źe pęd musi być zachowany, Newton pokazał, że zawsze kiedy ruch ciała zostaje zakłócony (zawsze, kiedy ulega zmianie jego pęd), ruch innego ciała także musi zostać zakłócony, aby pęd został zachowany. W rzeczywistości to drugie zakłócenie musi być równe co do wartości pierwszemu, ale przeciwnie skierowane.

Popatrzmy na to w ten sposób: Jeśli zwiększymy pęd kuli bilardowej o cztery jednostki (nieważne, co to za jednostki), prawo Kartezjusza wymaga, aby coś innego zmniejszyło swój pęd o cztery jednostki (lub, jeszcze inaczej, zwiększyło o cztery ujemne jednostki pędu - albo przez opóźnienie, albo przez ruch w przeciwnym kierunku). Jest to słynne „równe co do wartości i przeciwnie skierowane” z trzeciego prawa Netwona. Akcja oznacza zmianę ruchu, a w ten sposób pędu, a trzecia zasada mówi, że aby zmienić ruch jednego ciała, trzeba zaburzyć ruch innego - inne ciało musi zareagować (doświadczyć zmiany równej co do wartości i przeciwnej co do kierunku).

I tu staje się to wszystko naprawdę bardzo interesujące. Opierając się na prawie Galileusza o jednakowym przyspieszeniu, Newton wydedukował istnienie grawitacji. Kiedy ciało przyspiesza podczas swojego spadku na ziemię, jego pęd wzrasta. Z zasady bezwładności i drugiego oraz trzeciego prawa Newtona wynika, że przyspieszenie musi powodować jakaś siła i musi być ona stała, skoro przyspieszenie jest stałe. (F = ma, masa ciał pozostaje ta sama, a więc jeśli przyspieszenie jest stałe, siła musi być również stała). Tą siłą jest właśnie grawitacja i Newton sformułował prawo mówiące, że siła grawitacji działająca na dowolne ciało jest stała i wprost proporcjonalna do jego masy. (Ponieważ przyspieszenie wynikające z grawitacji jest takie samo dla wszystkich ciał, F musi rosnąć proporcjonalnie do to). Siła ciężkości w odniesieniu do danego obiektu jest jego ciężarem. Matematycznie rzecz ujmując, ciężar równa się masie pomnożonej przez przyspieszenie, a jeśli cię to interesuje, przyspieszenie ziemskie jest w przybliżeniu równe 9,81 metra na sekundę do kwadratu.

Jeszcze bardziej interesujące są konsekwencje trzeciego prawa Newtona. W miarę jak ciało spada na ziemię na skutek grawitacji, jego zmianę pędu musi równoważyć zmiana pędu innego obiektu. Powiedzmy, że na ziemię spada jabłko. Jedynym innym uczestniczącym w tym zdarzeniu ciałem, którego pęd może być zmieniony, może być sama Ziemia. Inaczej mówiąc, siła wywierana przez Ziemię na jabłko musi być równa sile, którą jabłko oddziałuje na Ziemię. I tylko dlatego, że Ziemia ma znacznie większą masę niż jabłko, nie zauważamy żadnej zmiany pędu Ziemi. .

Jednak w świecie teorii praw fizycznych nie ma znaczenia, które ciało jest którym. Kiedy jabłko spada na Ziemię, mówimy, że dzieje się tak za sprawą ziemskiej grawitacji i ignorujemy to, co wtedy dzieje się z Ziemią, ponieważ nie obserwujemy równej co do wartości i przeciwnej do kierunku reakcji. Z punktu widzenia fizyki jednak można równie dobrze powiedzieć, że to jabłko przyciąga Ziemię i to, że jabłko spada, jest reakcją równą co do wartości i odwrotną co do kierunku. Z tego faktu Newton wysnuł wniosek, że grawitacja musi być proporcjonalna do masy obydwu obiektów -i jabłka, i Ziemi.

Praktyczne skutki tego odkrycia, nie mające znaczenia w codziennym życiu, zaczynają odgrywać rolę, kiedy rozpatrujemy ciała niebieskie, takie jak Ziemia i Księżyc lub Słońce i Ziemia. W rzeczywistości Newtonowskie prawo powszechnego ciążenia w rozszerzonym zakresie dowodzi ostatecznie, że Układ Słoneczny jest rzeczywiście Układem Słonecznym - czyli że Ziemia krąży wokół Słońca, a nie odwrotnie. Wziąwszy pod uwagę dane zgromadzone przez astronoma Johannesa Keplera i sformułowane przez niego

89