Pierwsza zasada dynamiki Newtona - wst瘼

Dlaczego to jest takie trudne?

Zrozumienie sensu pierwszej zasady dynamiki Newtona jest jednym z najtrudniejszych zada dla ucznia ucz帷ego si fizyki w gimnazjum i liceum. Wynika to z faktu, 瞠 zasada ta wymusza zanegowanie pewnych instynktownych oczekiwa, sprzeciwienia si temu, co wydaje si „oczywiste” tylko z powodu naszego 篡ciowego przyzwyczajenia.

Przypomnijmy wi璚 na pocz徠ek najbardziej podstawow form tego prawa:

Cia這, na kt鏎e nie dzia豉j 瘸dne si造 pozostaje w spoczynku lub porusza si ruchem jednostajnym prostoliniowym.

Pocz徠ek zdania zawieraj帷ego I zasad, jest jasny dla ka盥ego, nawet absolutnie pocz徠kuj帷ego w nauce fizyki, a do momentu pojawienia si tekstu:
”...porusza si ruchem jednostajnym  prostoliniowym.”

Osobnik ucz帷y si fizyki po raz pierwszy, po jego przeczytaniu, zastanawia si zazwyczaj:
„ki diabe?! Porusza si? A co go pcha, skoro nie ma 瘸dnej si造?”
- bo aby istot I zasady dynamiki poj望, musimy zmusi nasz umys do „przewrotu kopernika雟kiego”, do zwalczenia intuicyjnego sposobu postrzegania ruchu.

I zasada dynamiki stawia nam przewrotnie pytanie:

Co jest bardziej „naturalne”: ruch, czy spoczynek cia?

Jest to pytanie bardzo podstawowe i, wbrew pozorom, trudne. 安iadczy o tym fakt, 瞠 m璠rcom staro篡tnym nie uda這 si na nie prawid這wo odpowiedzie. Sam Arystoteles - powszechnie uwa瘸ny za najwi瘯szy umys staro篡tno軼i – te odpowiedzia na nie b喚dnie (Arystoteles 篡 w Grecji w latach 384-322 p.n.e.).

Jak rozumowali staro篡tni?
Gdy patrzymy na nasze otoczenie, widzimy, 瞠 zazwyczaj kamienie, drzewa i inne przedmioty – spoczywaj. 疾by si porusza造, trzeba si pom璚zy – zadzia豉 si陰. ζtwo jest wyci庵n望 z tego wniosek, 瞠 norm jest spoczynek, a wyj徠kiem – ruch. Tak te naucza Arystoteles – ale, jak napisano wy瞠j – naucza B犵NIE!

Trzeba jednak odda wielkiemu filozofowi sprawiedliwo嗆 - jego wizja jest bardzo bliska temu, co niemal ka盥y z nas postrzega wok馧 siebie i "rozumie" intuicyjnie. A w tamtych czasach nauka nie dysponowa豉 jeszcze, dzisiaj oczywistymi, "prawami naukowego my郵enia" - prawami, kt鏎e fizyk闚 wsp馧czesnych broni przed zbyt 豉twym wnioskowaniem, opartym na filozofuj帷ym "widzimisi". Dzi wiemy, 瞠 podstaw dla nauk fizycznych jest do鈍iadczenie. Ono jest ostatecznym arbitrem s逝szno軼i hipotez i od jego wyroku nie ma odwo豉nia. A w豉郾ie dzi瘯i przeprowadzeniu do鈍iadcze mo瞠my si przekona, 瞠 proste wyobra瞠nia zwi您ane ruchem nie wytrzymuj pr鏏y starcia z logik i twardymi faktami.

Niestety, potrzeba oparcia si na do鈍iadczeniu by豉 dla wi瘯szo軼i filozof闚 staro篡tnych niezrozumia豉; z kolei w czasach 鈔edniowiecza, fizyka raczej nie doczeka豉 si 豉ski zainteresowania uczonych. Dlatego 闚 mylny pogl康 na temat ruchu przetrwa w nauce ponad tysi帷 lat – a do XVII wieku, kiedy to przeciwstawi mu si geniusz Galileusza (Galileusz - Galileo Galilei 篡 w latach 1564-1642 i by w這skim filozofem, astronomem, fizykiem).

C騜 zauwa篡 Galileusz?
- to co inni przeoczyli. A przeczyli tylko dlatego, 瞠 owo „co” jest tak...
...oczywiste
i tak powszechne, 瞠 spotyka si je na ka盥ym kroku. To „co” nazywa si TARCIE!

Przeci皻ny nieobeznany z fizyk cz這wiek nie zauwa瘸 tarcia dlatego, 瞠 brak mu sytuacji, w kt鏎ej tego tarcia jest pozbawiony. A poniewa postrzegamy rzeczy poprzez kontrast z ich brakiem, wi璚, dop鏦i co nam owej wiedzy si陰 do g這wy nie „wmusi”, tarcia nie zauwa篡my.
Galileusz podszed do sprawy bardziej wsp馧cze郾ie - naukowo: zacz掖 wykonywa do鈍iadczenia zwi您ane z ruchem - zrzuca przedmioty z krzywej wie篡 w Pizie, skonstruowa sobie r闚ni (pochylni) i obserwowa jak zsuwaj si po niej r騜ne cia豉. Dzi瘯i wieloletnim wysi趾om uda這 mu si rozdzieli poszczeg鏊ne czynniki maj帷e wp造w na ruch - mas, si造 (w szczeg鏊no軼i si喚 tarcia), wyra幡ie te rozgraniczy dwie podstawowe wielko軼i opisuj帷e ruch - pr璠ko嗆 i przyspieszenie.

Ostatecznie wi璚, Galileusz postawi spraw tak:
Niekoniecznie przy braku si造 cia這 musi pozostawa w spoczynku – je郵i wcze郾iej by這 w ruchu, to brak si造 (a wi璚 r闚nie si造 tarcia!) spowoduje, 瞠 cia這 sw鎩 ruch zachowa, czyli b璠zie porusza這 si ruchem jednostajnym prostoliniowym.

Gdy czytamy tekst podobny do niniejszego wydaje nam si, 瞠 to taki „oczywiste”. My jeste鄉y m康rzy – tak sobie m闚imy, MY rozumiemy jak jest.

Ale odpowiedzmy sobie teraz na takie proste pytanie:
Dlaczego pocisk wystrzelony z armaty leci, mimo 瞠 ju 瘸dne ci郾ienie gaz闚 prochowych go ju nie pcha (my郵 o locie pocisku ju po opuszczeniu lufy)?

I za這輳 si o m鎩 beret, 瞠 wi瘯szo嗆 os鏏 wyt逝maczy to mniej wi璚ej tak:
- bo przecie ca造 czas pcha go si豉 rozp璠u...
lub
- bo si豉 gaz闚 prochowych si "zmagazynowa豉" w pocisku i teraz go popycha...

I tu ci mam! – odpowiadam Ja, czyli chwilowo tryumfuj帷y autor tego tekstu (c騜 mu z tego drobnego tryumfu, skoro portfel pusty, a 篡cie ci篹kim jest?...).

„ Si豉 rozp璠u” – ten tw鏎 j瞛ykowy jest w豉郾ie symbolicznym i oczywistym dowodem na to, 瞠 umys wi瘯szo軼i ludzi wci捫 wci捫 tkwi w mrokach „fizycznego 鈔edniowiecza” (dok豉dniej fizycznej staro篡tno軼i), ci庵le "wierzy" przede wszystkim Arystotelesowi.

"Si豉 rozp璠u" nie istnieje!

A w rzeczywisto軼i
NIE MA 涉DNEJ "SIΧ ROZP犵U
"!

Jej koncepcja opiera si fakcie nie zrozumienia poj璚ia si造 oraz w豉郾ie "zapomnieniu" o I zasadzie dynamiki Newtona.

Warto raz na zawsze zapami皻a:

Cia這 porusza si nie si陰 rozp璠u, lecz „z natury” - je郵i tylko wcze郾iej by這 w ruchu.

 I nie trzeba jego ruchu uzasadnia obecno軼i jakiej "zmagazynowanej", czy jakiejkolwiek innej, si造.  Rozp璠zanie kuli armatniej (a wi璚 w豉郾ie dzia豉nie si陰) odbywa si wy陰cznie na kr鏒kim odcinku jej kontaktu z gazami prochowymi. P騧niej kula sobie leci z "natury", z rozp璠u, z faktu, 瞠 tak w豉郾ie jest, bez dzia豉nia 涉DNEJ (!!!) si造 podtrzymuj帷ej ruch.. To jest fakt i basta (Przepraszam, 瞠 tak cz瘰to go powtarzam, ale do鈍iadczenie dowodzi, 瞠 to i tak ma這...). 
Jednak zrozumie do ko鎍a ten fakt nie jest 豉two, a jeszcze trudniej jest (ju po zrozumieniu) zmusi sw鎩 umys do sta貫j akceptacji tego co si zrozumia這 - tak, aby sam z siebie, intuicyjnie podpowiada nam w豉軼iw interpretacj zjawisk mechanicznych.

Tyle na razie o I zasadzie dynamiki. Ale, mam nadziej, 瞠 uda mi si co jeszcze napisa na ten temat, bo jest mi on bliski. Mo瞠 jeden tekst - esej, mo瞠 dwa. Skoro ju zacz掖em, to si陰 rozp璠u...

Druga cz窷 rozwa瘸 na temat I zasady dynamiki jest umieszczona pod koniec rozdzia逝 teoretycznego:

I zasada dynamiki Newtona - dygresja, uzupe軟ienie