Akkor most ez Newton első törvénye?

1. A pohár ránehezedik az asztalra a gravitáció következtében. Az asztal ellenerőt fejt ki, a pohárra tehát több erő is hat, de az eredő erő nulla, tehát a pohár áll.

2. Minden test mikroszkóppal vizsgálva meglehetősen érdes, még a legsimább is. Ezért, mikor húzzuk, a csúszást ez akadályozza, más szóval erőt fejt ki, ez a súrlódási erő. A nagyságát az egyes testek "érdessége" tehát a súrlódási együtthatója határozza meg.

3. Ha egy testet húzni kezdünk ennél kisebb erővel, akkor a súrlódási erő ennek ellenáll, tehát a test mozdulatlan marad, mert az eredő erő nulla. A húzóerőt a súrlódási együtthatókból kiszámítható erő mértékéig húzhatjuk, és mozdulatlan marad. Ha nagyobb erővel húzzuk, akkor az erőkülönbség lesz az eredő, és lásd Newton első törvénye.

4. Ha óvatosan de határozottan húzzuk a papírt, az erőkülönbség kicsi, ezért minden mozogni fog. (itt külön kell nézni a papír és asztal közötti súrlódást és külön a papír és pohár közöttit).

5. Mielőtt a gyors rántásra térnénk, próbálj megrántani egy hatalmas betontömböt. A fájdalmat érezni fogod a karodban. Te erőt gyakoroltál a tömbre, a tömb meg rád, mert mindig minden kölcsönhatás. Nos a tömb rád gyakorolt ereje a tehetetlenségi erő, azaz az az erő, amely szükséges a mozgásba hozáshoz.

6. A gyors rántáskor a könnyű papírra lényegesen nagyobb erőt gyakoroltál, mint az ő tehetetlenségi ereje, tehát az legyőzve a súrlódást, hirtelen elmozdul feléd. Azonban ezt az erőt továbbadja a pohárnak is, csakhogy annak jóval nagyobb tömege lévén, sokkal nagyobb a tehetetlenségi ereje. Ezért a papír és pohár közötti súrlódási erőt legyőzöd, de a papír nem tud akkora erőt közvetíteni, hogy a pohár tehetetlenségét legyőzze, az tehát marad.

7. Ha van türelmed, ezt ki is próbálhatod. Végy vastag papírt és könnyű poharat (pl. műanyag). Nem fogod tudni kirántani, borul minden. Kezdj a pohárba vizet tölteni. Lesz egy mennyiség, mikor már sikerülni fog. Ekkor érte el a pohár (és víz) az a tömeget, ami már több tehetetlenségi erőt képvisel, mint amit a papír közvetíteni tud.

Sok sikert!

A 7-es pontod perfektül összefoglalja, hogy mi nem stimmel az előző 6-ban.

Amennyire én ellátok, a Newton törvények tárgyalása, az alapvető definíciók és következmények minden tárgyalásban ugyanazok, a 9-ikes fizika tankönyvtől kezdve egészen az egyetemi mechanika könyvekig -- szerintem csapj fel egy bármit, és nézd át.

Nem valami jó a vizespoharas példa a Newton I-re...

Valójában elmozdul a pohár akkor is, amikor gyorsan húzod ki a papírlapot, de csak kicsit.

A rendes fizikai magyarázathoz kellene a tapadási és mozgási súrlódás is, de bizonyára nem tanultátok még, hagyjuk ki őket. Leegyszerűsítve csak annyi az érdekes, hogy ha gyorsan húzod ki a papírt, akkor nagyon rövid ideig hat a pohárra az erő, attól kicsit odébb megy, aztán az asztallap súrlódása megállítja.

Szóval rendesen megnézve a kísérletet ez egyáltalán nem Newton I, hat erő a pohárra is. Úgy lesz csak ebből Newton I-es példa, ha teljesen elhanyagoljuk azt, hogy kis ideig hatott rá erő, és úgy tekintjük, mintha egyáltalán nem hatott volna. Akkor magyarázná a Newton I, hogy nem mozdult el.

Na látom, eléggé össze van nálatok keveredve minden.

Nem sok fizikát tanultatok...

Nézzük a poharas kísérletet. Kinematikából tudjuk, hogy a gyorsulás a=deltav/deltat. Átrendezve: deltav=a*deltat.

A pohár és a papír között van valamilyen súrlódóerő a kihúzáskor, ez mu*m*g. A pohár sebességnövekedését ez az erő és a működés ideje fogja megszabni. Newton II. axiómája szerint m*a=mu*m*g, ebből a=mu*g.

Ezért

deltav=mu*g*deltat adódik.

A kísérlet lényege pont az, hogy nagyon rövid idő alatt történik a papírlap kihúzása, ezért deltav, azaz a pohár elmozdulása gyakorlatilag elhanyagolható.

Ezt a tehetetlenség törvényével úgy lehet szemléltetni, hogy a test tehetetlenségénél fogva nem tudja követni a papír mozgását.

Hasonló kísérlet az, amikor a pohár alá gyufásdoboz van helyezve, és egy hirtelen mozdulattal, vonalzó segítségével kiütjük. Hasonlóan ekkor is érvényesül a tehetetlenség törvénye.

Másrészt a pohár az asztalra kerül, azaz a gyufásdoboz magasságának megfelelő távolsággal lejjeb kerül.

Na ez meg azért van, mert a pohárnak van ún. súlyos tömege is. Ebbe azért ne menjünk bele, akit érdekel, utánanéz.

#16: A válaszod eleje majdnem teljesen jó, kär, hogy hozzátetted, hogy "Ezt a tehetetlenség törvényével úgy lehet szemléltetni, hogy a test tehetetlenségénél fogva nem tudja követni a papír mozgását." Ez már hülyeség, nem ez a tehetetlenség törvénye, de ezt te is tudod.

Másokat meg felesleges megpróbálni sértegetni azzal, hogy szerinted "nem sok fizikát tanultatok"...

A kérdező valószínű most kezdi tanulni a Newton törvényeket, a csúszási és tapadási súrlódási tényezőről még nem tud, nem biztos, hogy érdemes pontosan leírni, hogy miért mozog a pohár, ha lassan húzzuk, és látszólag miért nem, ha gyorsan. (Amit írtál, az egyébként csak a második esetet magyarázza, az elsőt nem... de tényleg hagyjuk.) De kedves kérdező, ha mégiscsak érdekel részleteiben a dolog, akkor kérdezz rá!

17-es bongolo, nem tudom, milyen kivetnivalót látsz a válaszomban.

Amit leírtam, az szerintem mind igaz. Az általad idézett mondatot azért úgy fogalmaztam, hogy egy kicsit értsük meg azt is egy-egy jelenség vizsgálatánál, hogy az elnevezés honnan ered.

Amikor tehetetlenségről beszélünk a fizikában, akkor mindig látnunk kell u.is azt, hogy valamely fizikai hatással szembeni ellenállás tanúsításának mértékéről van szó.

A poharas példa pedig tipikusan arra jó szemléltetés, hogy a tehetetlen tömeg az, amelynek nagysága, amely jellemzi a test tehetetlenségének a mértékét.

2005-ben volt a fizika éve. Számos középiskolai kísérletet mutatott be Dr.Vida József az akkori előadásában, pl. a poharas kísérlet kapcsán is. Ő annak idején a kísérletet úgy is bemutatta, hogy a pohár alá 4-5 korongot helyezett, és szakaszos gyors ütésekkel favonalzó segítségével eltávolította.

Valahonnan biztosan elő lehet keresni ezt a filmet, talán a mindentudás egyeteme honlapjáról. Hasznos lehet a kérdező számára is!

A felvetett kísérlettel egyébként analogon a következő kísérlet is: Felfüggesztünk egy rönköt, majd ahhoz kötéllel kapcsolva még egyet, ill. utóbbihoz is egy kötelet kapcsolunk, amely szabadon van. Ezen utóbbi alsó kötelet meghúzhatjuk lassan, vagy gyorsan. Ha lassan húzzuk meg, akkor a két rönköt összekötő madzag szakad el, ha gyorsan, akkor a legalsó.

A kötelek szakítószilárdságai azonosak persze.

Aztán persze aki továbbgondolkodik, az fölteheti a kérdést, hogyan kéne meghúzni a kötelet, hogy egyidejűleg szakadjék el mindkét kötél. Mert matematikailag léteznie kell ilyen esetnek is, a gyakorlati kivitelezés már más kérdés...

Mellesleg a tehetetlenségnek is többféle megnyílvánulása van, van amikor rossz, máskor jó. Amikor egy több száz tonnás vasúti szerelvénynek sok km. a fékútja, akkor rossz. Amikor egy benzinmotor egyenlőtlen járását javítjuk lendkerék segítségével, akkor jó.

Aztán persze nemcsak mechanikai példák vannak, pl. hőtanban is létezik ú.n hőtehetetlenség. Sőt villamosságtanban is fellelhetők analóg jelenségek.

Kár lenne vitát nyitni arról, hogy mérnökként számos példát tudnék említeni.

De azt szeretném azért, ha tisztáznánk, mi a kivetnivalód!

Bocs a kései válaszért, nem szoktam mostanában nézni a gyk-t, vagy egy éve leszoktam róla. (Az ehazi.hu-nak sokkal jobbak a képletszerkesztési lehetőségei, és ott legalább senki se bújik névtelenség mögé.)

Mérnökként én is számos példát tudnék hozni, de ne kezdjünk el azon licitálni, hogy ki mérnök régebb óta. A kor nem érdem, csak állapot... sajnos.

Több kivetnivalóm is van a "tehetetlenségénél fogva nem tudja követni" mondattal kapcsolatban. A komolytalanabb az, hogy elmisztifikálja a dolgot, de ez inkább csak szőrszálhasogatás. Végülis most hozzátetted, hogy történeti oka van, hogy így fogalmaztál, rendben, elfogadom...

A komolyabb gond az vele, hogy a tehetetlenség törvénye nem arról szól, hogy "nem tudja követni", hanem arról, hogy ha nem hat a testre erő, akkor nem változik meg az állapota.

Aztán az adott kísérletnél nem a tehetetlensége az, amitől látszólag helyben marad a pohár, bonyolultabb folyamatok eredménye lesz mindez. Ráadásul ha pontosan ugyanezt a kísérletet mondjuk a Jupiteren végeznéd el (már ha lenne szilárd felszíne, ahová le tudod tenni az asztalt), ott gyorsan kirántva is jó eséllyel tudná követni a pohár a papírlap mozgását, pedig a tehetetlensége (magyarul: tömege) pont ugyanakkora. (A nagyobb gravitáció miatt ugyanis nagyobb lesz a tapadási súrlódási erő, az pedig már elegendő lehet arra, hogy felgyorsítsa a poharat.)

Ez az utóbbi gondolatkísérlet szerintem tökéletesen cáfolja a kifogásolt mondatodat.

"a tehetetlenség törvénye nem arról szól, hogy "nem tudja követni", hanem arról, hogy ha nem hat a testre erő, akkor nem változik meg az állapota."

Ez így azért eléggé pongyola valljuk be, mert az első törvényt erők bevezetése nélkül szokás elegánsan megfogalmazni, nevezetesen a másik test, vagy külső mező hatásának tulajdonítva.

Mellesleg a kérdező gondolatmenete sem teljesen helyes. U.is a tehetetlenség törvénye nem mindig igaz. A probléma helyes megragadásához fordítva lehet eljutni. Azt mondjuk u.is, hogy ez egy axióma, és ahol teljesül, azt inerciarendszernek nevezzük. Na de ebbe ne menjünk bele részletesebben, mert messze vezet.

2005-ben kiváló előadást tartott Dr. Nagy Károly az ELTE Professzora, elméleti fizikus, (több kitűnő könyve is van, úgy mint elméleti mechanika, elektrodinamika, stb.) .

Na abban aki akarja, keresse vissza a Mindentudás Egyeteme honlapjáról, bőven tárgyalásra kerül a vonatkoztatási rendszerek problémája, a Newton-egyenletek korrigálása a relativitáselmélet szerint, stb.

Hát aztán azóta sajnos az Úr Őt is magához szólította, most két éve talán, nyugodjon békében.

A mondat másik része egyébként, ha már erőkről volt szó: Ha az rövid ideig hat, mint a kísérletben, akkor a hatása elhanyagolható.

Még egy régi Öveges Professzor-féle kísérlet, amikor egy nagy acéltömbön törik meg a diót, úgy hogy a tömb egy személy fején van. Aztán a kísérletet pl. Härtlein Károly is több előadása alkalmával bemutatta, tipikusan a kutatók éjszakáján a Műegyetemen.

De hasonlóan lehetne említeni ennek a gépipari alkalmazását is, pl. a kovácsüllőt, ahol ugyan nem diót törnek, de azért 5-10 kg-os kalapáccsal még a cseresznyepirosra hevített vas képlékeny alakítása sem egyszerű feladat. Aztán az odorral történő munka az meg már külön szakma, de ha gépész vagy, akkor ezt tudod te is.

Legfeljebb tanul valamit a kérdező is a válaszból, ezért van végülis ez a blog itt.

A Jupiteres példát jónak látom. Bár a levezetett egyenleteimből is világosan látszik, hogy a sebességnövekmény és a g között egyenes arányosság áll fönn.

A képletből az is látszik, hogy a súrlódási tényezővel is arányos a sebességnövekmény. A Jupiteren a nehézségi gyorsulás valamivel több mint 2-szerese a földinek.

Pár csepp gépolaj a pohár alá, az ezt bőven kompenzálja...