Newton's 3 Laws, with a bicycle - Joshua Manley

Джошуа Мэнли: 3 закона Ньютона и велосипед

Переводчик: Alina Dashkevich Редактор: Olga Dmitrochenkova

Have you ever noticed that it's harder to start pedaling your bicycle

Вы замечали, что при езде на велосипеде

than it is to ride at a constant speed?

самое сложное – это начать крутить педали?

Or wondered what causes your bicycle to move?

Задумывались ли вы, почему велосипед едет?

Or thought about why it goes forward instead of backwards or sideways?

И почему вперёд, а не назад или ещё куда-нибудь?

Скорей всего, не задумывались. Как и многие.

Perhaps not, and you wouldn't be alone.

Ответы на эти вопросы появились

It wasn't until the 17th century

that Isaac Newton described the fundamental laws of motion

лишь только в 17 веке, когда Исаак Ньютон

and we understood the answer to these three questions.

описал основные законы движения.

What Newton recognized was that things tend to keep on doing

Ньютон догадался, что тела продолжают удерживаться

what they are already doing. So when your bicycle is stopped,

в своём состоянии. Если велосипед стоит,

it stays stopped, and when it is going,

он продолжает стоять. Если он движется,

it stays going.

то продолжает двигаться.

Objects in motion tend to stay in motion

Движущиеся тела продолжают двигаться,

and objects at rest tend to stay at rest.

покоящиеся тела остаются в покое.

Это первый закон Ньютона.

That's Newton's First Law.

Physicists call it the Law of Inertia, which is a fancy way of saying

Его называют законом инерции. Этот термин означает,

that moving objects don't spontaneously speed up, slow down, or change direction.

что движущиеся тела не могут мгновенно изменить скорость или направление движения.

It is this inertia that you must overcome to get your bicycle moving.

Эту самую инерцию нам нужно преодолеть, когда мы садимся на велосипед

Now you know that you have to overcome inertia to get your bicycle moving,

и начинаем крутить педали, чтобы привести его в движение.

but what is it that allows you to overcome it?

Почему мы можем преодолеть инерцию?

Well, the answer is explained by Newton's Second Law.

Объяснение есть во втором законе Ньютона,

по которому сила равна

In mathematical terms, Newton's Second Law says

that force is the product of mass times acceleration.

произведению массы на ускорение.

To cause an object to accelerate, or speed up,

Чтобы тело увеличило скорость движения,

a force must be applied.

должна быть приложена сила.

The more force you apply,

Чем больше сила,

the quicker you accelerate. And the more mass your bicycle has,

тем больше ускорение. Чем больше масса велосипеда,

and the more mass you have too,

и чем больше масса вашего тела,

the more force you have to use to accelerate at the same rate.

тем больше силы потребуется для ускорения.

This is why it would be really difficult to pedal a 10,000 pound bicycle.

Поэтому ездить на велосипеде весом в 10 000 фунтов [~4540 кг] было бы не просто.

And it is this force, which is applied by your legs pushing down on the pedals,

Преодолеть закон инерции вам помогает сила,

с которой вы крутите педали.

that allows you to overcome Newton's Law of Inertia.

Чем сильнее вы их крутите, тем больше прикладываемая сила,

The harder you push down on the pedals, the bigger the force

and the quicker you accelerate.

и тем больше ускорение.

Now on to the final question:

Вернёмся к последнему вопросу.

When you do get your bike moving,

Когда велосипед движется,

why does it go forward?

почему он едет вперёд?

Согласно третьему закону Ньютона, на каждое действие есть

According to Newton's Third Law, for every action,

there is an equal and opposite reaction.

равное по силе противодействие.

To understand this, think about what happens when you drop a bouncy ball.

Что происходит, когда резиновый мяч падает на пол?

Ударяясь о пол, мяч действует на него с силой,

As the bouncy ball hits the floor,

it causes a downward force on the floor.

направленной вниз.

This is the action.

Это действие.

The floor reacts by pushing on the ball with the same force,

В противодействие пол воздействует на мяч

but in the opposite direction, upward,

с такой же силой, только направленной вверх.

causing it to bounce back up to you.

Поэтому мяч и отскакивает от пола.

Together, the floor and the ball form what's called

Мяч и пол образуют так называемую

the action/reaction pair. When it comes to your bicycle,

пару сил действие-противодействие.

it is a little more complicated. As your bicycle wheels spin

С велосипедом немного сложнее.

clockwise, the parts of each tire touching the ground

Колёса велосипеда крутятся по часовой стрелке

push backwards against the Earth:

и толкают землю назад —

the actions. The ground pushes forward with the same force

это действие. Земля же толкает колёса вперёд

against each of your tires: the reactions.

с такой же силой – это противодействие.

У велосипеда 2 колеса, и каждое образует

Since you have two bicycle tires, each one forms an action/reaction pair

with the ground. And since the Earth is really, really, really big

пару действие-противодействие с землёй.

compared to your bicycle, it barely moves

Земля огромна, и ускорения от силы воздействия колёс она не получает.

from the force caused by your bicycle tires pushing backwards,

Воздействие же Земли на велосипед значительно,

but you are propelled forward.

и он движется вперёд.