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

Три закони Ньютона на прикладі велосипеда — Джошуа Менлі

Перекладач: Venera Valieva Утверджено: Khrystyna Romashko

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

Ви замислювалися над тим, що зрушити велосипед важче,

than it is to ride at a constant speed?

ніж їхати на ньому з постійною швидкістю?

Or wondered what causes your bicycle to move?

Цікавились, що змушує велосипед рухатися?

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

Або чому він їде вперед, замість того, щоб їхати назад чи вбік?

Perhaps not, and you wouldn't be alone.

Можливо, не думали, і ви не одні такі.

It wasn't until the 17th century

В далекому 17 столітті

that Isaac Newton described the fundamental laws of motion

Ісаак Ньютон описав основні закони механіки,

and we understood the answer to these three questions.

які дають відповіді на ці три питання.

What Newton recognized was that things tend to keep on doing

Ньютон помітив, що об'єкти схильні продовжувати робити те,

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

що вони уже роблять. Отже, коли велосипед стоїть,

it stays stopped, and when it is going,

то він залишається в стані спокою, а коли їде,

it stays going.

то продовжує рухатися.

Objects in motion tend to stay in motion

Об'єкти в русі, схильні рухатися й далі,

and objects at rest tend to stay at rest.

а об'єкти в стані спокою схильні в ньому залишатися.

That's Newton's First Law.

Це перший закон Ньютона.

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

У фізиці - це закон інерції, який є просто замудреним способом сказати,

що під час руху об'єкти не можуть спонтанно прискоритися,

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

уповільнитися чи змінити напрямок.

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

Інерція — це те, що треба подолати, щоб змусити велосипед їхати.

Тепер ви знаєте, що треба подолати інерцію, щоб зрушити з місця,

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

but what is it that allows you to overcome it?

але що допомагає зробити це?

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

Що ж, відповідь знаходиться в другому законі Ньютона.

In mathematical terms, Newton's Second Law says

Математичне формулювання другого закону таке:

that force is the product of mass times acceleration.

сила — це добуток маси і прискорення.

To cause an object to accelerate, or speed up,

Щоб об'єкт прискорився чи розігнався,

a force must be applied.

повинна застосуватися сила.

The more force you apply,

Чим більше сили прикладено,

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

тим більше прискорення. А чим більша маса велосипеда

and the more mass you have too,

та ваша власна маса,

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

тим більше сили треба прикласти, щоб прискоритися до тієї ж швидкості.

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

Ось чому буде дуже важко крутити педалі 4500-кілограмового велосипеда.

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

Саме сила, з якою ви крутите педалі,

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

дозволяє подолати перший закон Ньютона.

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

Чим сильніше ви тиснете на педалі, тим більша сила

and the quicker you accelerate.

і тим швидше ви рухаєтеся.

Now on to the final question:

Приступимо до заключного питання.

When you do get your bike moving,

Коли ви зрушили велосипед з місця,

why does it go forward?

чому він їде вперед?

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

Згідно із третім законом Ньютона, для кожної дії

there is an equal and opposite reaction.

є тотожна і протилежна протидія.

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

Щоб зрозуміти це, згадайте, що відбувається, коли ви кидаєте надувний м'яч.

As the bouncy ball hits the floor,

Після того, як м'яч досягає землі,

it causes a downward force on the floor.

він тисне на землю.

This is the action.

Це дія.

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

Підлога реагує тим, що відштовхує м'яч з тією самою силою,

but in the opposite direction, upward,

але в протилежному напрямку — вверх,

causing it to bounce back up to you.

повертаючи м'яч до вас.

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

Підлога та м'яч формують те, що зоветься

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

дія-протидія. На прикладі велосипеда

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

це трішки складніше. Під час руху коліс

clockwise, the parts of each tire touching the ground

за годинниковою стрілкою, шини велосипеда торкаються землі,

push backwards against the Earth:

та тиснуть на неї —

the actions. The ground pushes forward with the same force

це дія. Земля тисне в протилежний бік з такою самою силою

against each of your tires: the reactions.

на шини — це протидія.

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

Так як у велосипеда дві шини, кожна із них формує пару дія-протидія

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

із землею. А так як Земля дуже велика

compared to your bicycle, it barely moves

у порівнянні з велосипедом, то вона ледве рухається,

from the force caused by your bicycle tires pushing backwards,

від тієї сили, що здійснюють шини,

but you are propelled forward.

але велосипед рухається вперед.