Pierwsza zasada dynamiki Newtona - wstêp
        
        Zrozumienie sensu pierwszej zasady dynamiki Newtona
        jest jednym z najtrudniejszych zadañ dla ucznia ucz±cego siê fizyki w
        gimnazjum i liceum. Wynika to z faktu, ¿e zasada ta wymusza zanegowanie
        pewnych instynktownych oczekiwañ, sprzeciwienia siê temu, co
        wydaje siê „oczywiste” tylko z powodu naszego ¿yciowego
        przyzwyczajenia. 
        Przypomnijmy wiêc na pocz±tek najbardziej podstawow± formê tego
        prawa: 
        
          Cia³o, na które nie
          dzia³aj± ¿adne si³y pozostaje w spoczynku lub porusza siê ruchem
          jednostajnym prostoliniowym. 
         
        Pocz±tek zdania zawieraj±cego I zasadê, jest jasny
        dla ka¿dego, nawet absolutnie pocz±tkuj±cego w nauce fizyki, a¿ do
        momentu pojawienia siê tekstu: 
        ”...porusza siê ruchem jednostajnym  prostoliniowym.” 
        Osobnik ucz±cy siê fizyki po raz pierwszy, po jego
        przeczytaniu, zastanawia siê zazwyczaj: 
        „ki diabe³?! Porusza siê? A co go pcha, skoro nie ma ¿adnej si³y?” 
        - bo aby istotê I zasady dynamiki poj±æ, musimy zmusiæ nasz umys³
        do „przewrotu kopernikañskiego”, do zwalczenia intuicyjnego
        sposobu postrzegania ruchu. 
        I zasada dynamiki stawia nam przewrotnie pytanie: 
        Co jest bardziej „naturalne”: ruch, czy spoczynek cia³?
       Jest
      to pytanie bardzo podstawowe i, wbrew pozorom, trudne. ¦wiadczy o tym
      fakt, ¿e mêdrcom staro¿ytnym nie uda³o siê na nie prawid³owo
      odpowiedzieæ. Sam Arystoteles - powszechnie uwa¿any za najwiêkszy umys³
      staro¿ytno¶ci – te¿ odpowiedzia³ na nie b³êdnie (Arystoteles
      ¿y³ w Grecji w latach 384-322 p.n.e.). 
      Jak rozumowali staro¿ytni? 
      Gdy patrzymy na nasze otoczenie, widzimy, ¿e zazwyczaj kamienie, drzewa i
      inne przedmioty – spoczywaj±. ¯eby siê porusza³y, trzeba siê
      pomêczyæ – zadzia³aæ si³±. £atwo jest wyci±gn±æ z tego
      wniosek, ¿e norm± jest spoczynek, a wyj±tkiem – ruch. Tak te¿
      naucza³ Arystoteles – ale, jak napisano wy¿ej – naucza³ B£ÊDNIE! 
      Trzeba jednak oddaæ wielkiemu filozofowi sprawiedliwo¶æ
      - jego wizja jest bardzo bliska temu, co niemal ka¿dy z nas postrzega wokó³
      siebie i "rozumie" intuicyjnie. A w tamtych czasach nauka nie
      dysponowa³a jeszcze, dzisiaj oczywistymi, "prawami naukowego my¶lenia"
      - prawami, które fizyków wspó³czesnych broni± przed zbyt ³atwym
      wnioskowaniem, opartym na filozofuj±cym "widzimisiê". Dzi¶
      wiemy, ¿e podstaw± dla nauk fizycznych jest do¶wiadczenie. Ono
      jest ostatecznym arbitrem s³uszno¶ci hipotez i od jego wyroku nie ma
      odwo³ania. A w³a¶nie dziêki przeprowadzeniu do¶wiadczeñ mo¿emy siê
      przekonaæ, ¿e proste wyobra¿enia zwi±zane ruchem nie wytrzymuj± próby
      starcia z logik± i twardymi faktami. 
      Niestety, potrzeba oparcia siê na do¶wiadczeniu by³a
      dla wiêkszo¶ci filozofów staro¿ytnych niezrozumia³a; z kolei w czasach ¶redniowiecza,
      fizyka raczej nie doczeka³a siê ³aski zainteresowania uczonych. Dlatego ów mylny pogl±d na temat ruchu przetrwa³ w nauce ponad tysi±c lat
      – a¿ do XVII wieku, kiedy to przeciwstawi³ mu siê geniusz Galileusza
      (Galileusz - Galileo Galilei ¿y³ w latach 1564-1642 i by³ w³oskim
      filozofem, astronomem, fizykiem). 
      Có¿ zauwa¿y³ Galileusz? 
      - to co inni przeoczyli. A przeczyli tylko dlatego, ¿e owo „co¶”
      jest tak... 
      ...oczywiste 
      i tak powszechne, ¿e spotyka siê je na ka¿dym kroku. To „co¶”
      nazywa siê TARCIE! 
      Przeciêtny nieobeznany z fizyk± cz³owiek nie zauwa¿a
      tarcia dlatego, ¿e brak mu sytuacji, w której tego¿ tarcia jest
      pozbawiony. A poniewa¿ postrzegamy rzeczy poprzez kontrast z ich brakiem,
      wiêc, dopóki co¶ nam owej wiedzy si³± do g³owy nie
      „wmusi”, tarcia nie zauwa¿ymy.  
      Galileusz podszed³ do sprawy bardziej wspó³cze¶nie - naukowo: zacz±³
      wykonywaæ do¶wiadczenia zwi±zane z ruchem - zrzuca³ przedmioty z
      krzywej wie¿y w Pizie, skonstruowa³ sobie równiê (pochylniê) i
      obserwowa³ jak zsuwaj± siê po niej ró¿ne cia³a. Dziêki wieloletnim
      wysi³kom uda³o mu siê rozdzieliæ poszczególne czynniki maj±ce wp³yw
      na ruch - masê, si³y (w szczególno¶ci si³ê tarcia), wyra¼nie te¿
      rozgraniczy³ dwie podstawowe wielko¶ci opisuj±ce ruch - prêdko¶æ i
      przyspieszenie. 
      
        Ostatecznie wiêc, Galileusz postawi³ sprawê tak: 
        Niekoniecznie przy braku si³y
        cia³o musi pozostawaæ w spoczynku – je¶li wcze¶niej by³o w
        ruchu, to brak si³y (a wiêc równie¿ si³y tarcia!) spowoduje, ¿e cia³o
        swój ruch zachowa, czyli bêdzie porusza³o siê ruchem
        jednostajnym prostoliniowym.  
       
      Gdy czytamy tekst podobny do niniejszego wydaje nam siê,
      ¿e to taki „oczywiste”. My jeste¶my m±drzy – tak
      sobie mówimy, MY rozumiemy jak jest. 
      Ale odpowiedzmy sobie teraz na takie proste pytanie: 
      Dlaczego pocisk wystrzelony z armaty leci, mimo ¿e ju¿ ¿adne ci¶nienie
      gazów prochowych go ju¿ nie pcha (my¶lê o locie pocisku ju¿ po
      opuszczeniu lufy)? 
       I
      za³o¿ê siê o mój beret, ¿e wiêkszo¶æ osób wyt³umaczy to mniej
      wiêcej tak: 
      - bo przecie¿ ca³y czas pcha go si³a rozpêdu... 
      lub 
      - bo si³a gazów prochowych siê "zmagazynowa³a" w pocisku i
      teraz go popycha... 
      I tu ciê mam! – odpowiadam Ja,
      czyli chwilowo tryumfuj±cy autor tego tekstu
      (có¿ mu z tego drobnego tryumfu, skoro portfel pusty, a ¿ycie ciê¿kim
      jest?...). 
      „ Si³a rozpêdu” – ten twór jêzykowy
      jest w³a¶nie symbolicznym i oczywistym dowodem na to, ¿e umys³ wiêkszo¶ci
      ludzi wci±¿ wci±¿ tkwi w mrokach „fizycznego ¶redniowiecza”
      (dok³adniej fizycznej staro¿ytno¶ci), ci±gle "wierzy" przede
      wszystkim Arystotelesowi. 
      "Si³a
      rozpêdu" nie istnieje!
      A w rzeczywisto¶ci 
      NIE MA ¯ADNEJ "SI£Y ROZPÊDU"! 
      Jej koncepcja opiera siê fakcie nie zrozumienia pojêcia
      si³y oraz w³a¶nie "zapomnieniu" o I zasadzie dynamiki Newtona. 
      Warto raz na zawsze zapamiêtaæ: 
      Cia³o
      porusza siê nie si³± rozpêdu, lecz „z natury” - je¶li
      tylko wcze¶niej by³o w ruchu. 
       I nie trzeba jego ruchu uzasadniaæ obecno¶ci±
      jakiej¶ "zmagazynowanej", czy jakiejkolwiek innej, si³y. 
      Rozpêdzanie kuli armatniej (a wiêc w³a¶nie dzia³anie si³±)
      odbywa siê wy³±cznie na krótkim odcinku jej kontaktu z gazami
      prochowymi. Pó¼niej kula sobie leci z "natury", z rozpêdu, z
      faktu, ¿e tak w³a¶nie jest, bez dzia³ania ¯ADNEJ (!!!) si³y
      podtrzymuj±cej ruch.. To jest fakt i basta (Przepraszam, ¿e tak czêsto
      go powtarzam, ale do¶wiadczenie dowodzi, ¿e to i tak ma³o...).  
      Jednak zrozumieæ do koñca ten fakt nie jest ³atwo, a jeszcze trudniej jest (ju¿ po
      zrozumieniu) zmusiæ swój umys³ do sta³ej akceptacji tego co siê
      zrozumia³o - tak, aby sam z siebie, intuicyjnie podpowiada³ nam w³a¶ciw±
      interpretacjê zjawisk mechanicznych. 
      Tyle na razie o I zasadzie dynamiki. Ale, mam nadziejê,
      ¿e uda mi siê co¶ jeszcze napisaæ na ten temat, bo jest mi on bliski.
      Mo¿e jeden tekst - esej, mo¿e dwa. Skoro ju¿ zacz±³em, to si³± rozpêdu... 
     |