เนื้อหา
เมื่อคุณดูเทนนิสหรือกีฬาอื่น ๆ คุณกำลังดูการสาธิตของฟิสิกส์เพียงแค่เชียร์มากกว่าการทดลองทางฟิสิกส์ทั่วไป ศูนย์กลางของการดำเนินการคือกฎการเคลื่อนที่สามข้อที่อธิบายไว้ในปี 1687 โดย Sir Isaac Newton ซึ่งเป็นแชมป์ Grand Slam ของวิทยาศาสตร์ก่อนอุตสาหกรรม ในหลาย ๆ วิธีการแข่งขันเทนนิสเป็นการทดสอบว่าผู้เล่นใช้กฎของนิวตันให้เกิดผลมากที่สุด
กฎหมาย
กฎการเคลื่อนที่ข้อแรกของนิวตันเรียกว่ากฎความเฉื่อย: วัตถุที่อยู่ในสถานะของการเคลื่อนที่แบบเดียวกันจะยังคงอยู่ในการเคลื่อนไหวนั้นเว้นแต่จะได้รับแรงจากภายนอกและวัตถุที่เหลือจะยังคงนิ่งอยู่จนกว่าจะมีการกระทำโดยภายนอก บังคับ. กฎข้อที่สองของนิวตันกำหนดความสัมพันธ์ระหว่างมวลของวัตถุแรงที่ใช้กับมันและความเร่งที่เกิดขึ้น: แรงนั้นเท่ากับแรงมวลคูณความเร่งหรือ F = ma กฎการเคลื่อนที่ข้อที่สามของนิวตันอาจเป็นสิ่งที่คนส่วนใหญ่คุ้นเคยมากที่สุดถ้าเพียงเพราะพวกเขาเห็นว่ามันอ้างถึงบ่อย: สำหรับทุกการกระทำมีปฏิกิริยาที่เท่าเทียมและตรงกันข้าม
กฎข้อที่หนึ่ง
ในเทนนิสตัวอย่างที่ชัดเจนที่สุดของกฎข้อแรกของนิวตันคือเส้นทางของลูกบอล เมื่อคุณตีลูกด้วยไม้ตีมันจะออกไปในทิศทางที่แน่นอน หากคุณกำลังเล่นเกมในสุญญากาศของอวกาศอวกาศปีแสงจากร่างกายสร้างแรงโน้มถ่วงใด ๆ ลูกจะดำเนินต่อไปในทิศทางนั้นมากขึ้นหรือน้อยลงไปเรื่อย ๆ เนื่องจากไม่มีแรงกระทำจากภายนอก อย่างไรก็ตามบนโลกมีกองกำลังหลักสองแห่งที่ทำงาน: แรงต้านของอากาศช้าลงความเร็วของลูกและแรงโน้มถ่วงดึงลูกบอลไปทางพื้นดิน
กฎหมายที่สอง
เมื่อคุณตีลูกเทนนิสนั้นด้วยไม้ตีของคุณ - ในอวกาศหรือบนโลก - คุณใช้แรงกับมัน แรงเท่าไหร่ นั่นคือกฎข้อที่สองของนิวตัน: แรงเท่ากับมวลคูณด้วยอัตราเร่ง ในสมการนี้มวลถูกวัดเป็นกิโลกรัมและเร่งความเร็วในหน่วยที่เรียกว่า "เมตรต่อวินาทีต่อวินาที" การเร่งความเร็วไม่เหมือนกับความเร็ว ค่อนข้างอัตราของสิ่งที่เร่ง หากวัตถุเคลื่อนที่ด้วยความเร็ว 1 m ต่อวินาทีหรือ "m / s" และมันเร่งความเร็วขึ้นเพื่อให้หนึ่งวินาทีต่อมาเคลื่อนที่ด้วยความเร็ว 2 m / s ดังนั้นมันจะเร่ง 1 m / s ในหนึ่งวินาที - 1 เมตรต่อวินาทีต่อวินาที
กลับไปที่ลูกเทนนิสที่คุณตี: ลูกเทนนิสมีมวลประมาณ 56 กรัมหรือ 0.056 กิโลกรัม และสมมติว่าคุณวางลูก zing เพียงพอที่หนึ่งในสิบของวินาทีหลังจากที่คุณตีมันถึง 100 mph หรือ 44.7 m ต่อวินาที คิดอัตราเร่ง 447 ม. ต่อวินาทีต่อวินาทีหรือ m / s / s คูณ 0.056 kg คูณ 447 m / s / s และคุณได้ 25.032 แต่ 25.032 ของอะไร แรงถูกวัดในหน่วยที่เรียกว่าเหมาะสมเพียงพอนิวตัน คุณตีลูกบอลด้วย 25.032 แรงนิวตัน ให้บริการที่ดี
กฎข้อที่สาม
คุณให้บริการลูกฝ่ายตรงข้ามของคุณคืนค่าการให้บริการและคุณไปกลับวอลเลย์ของเธอ คุณวางเท้าบนพื้นและผลักออก คุณผลักไปในทิศทางเดียว - ทำมุมลงไปที่พื้น - และร่างกายของคุณไปในทิศทางตรงกันข้ามโดยทำมุมจากพื้น แรงที่คุณผลักลงไปในพื้นคือแรงที่คุณผลักไปข้างหน้า การกระทำนั้นและปฏิกิริยา Youre Newtons กฎข้อที่สามของการเคลื่อนไหวในการเคลื่อนไหว