Categories
Podcasts Stiinta

F@TC 032 – De ce există mișcare în Univers? [Acțiune versus reacțiune]

Dacă există forțe de acțiune și reacțiune conform legii a treia a lui Newton, atunci de ce mai există mișcare în Univers? Principiul al treilea al mecanicii lui Newton spune că atunci când un corp acționează asupra altui corp cu o forță (numită forță de acțiune), cel de-al doilea corp acționează și el asupra primului cu o forță (numită forță de reacțiune) de aceeași mărime și de aceeași direcție, dar de sens contrar.

Cu alte cuvinte, forțele se anulează, corpurile nu se miscă unul față de celălalt, dar nu vedem un Univers blocat, ci unul în care mișcarea este omniprezentă.

La rezolvarea acestui mister ne ajută Conf. Dr. Nicolae Crețu, de la Universitatea “Transilvania” Brașov, Laboratorul de Fizică Aplicată și Computațională.

Atunci când un corp acționează asupra altuia cu o anumită forță, cel de-al doilea corp reactionează și, astfel, nu avem mișcare.

Însă cele mai multe interacțiuni nu au loc numai între două corpuri, ci între mult mai multe. Dacă legi o sfoară de o cutie și tragi acea cutie către tine iar între tine și prima cutie este o altă cutie, vei observa că cele două cutii vin ambele către tine.

Secretul stă în recunoașterea forțelor interiore unui sistem, adică acțiunea și reactiunea dintre cele două cutii, dar și în recunoașterea forțelor care acționează asupra întregului sistem, adică forța cu care trag eu de sfoară.

Astfel avem mișcare în Univers.

Dacă notăm cu m1 masa primei cutii și cu m2 masa celei de-a doua cutii, atunci vom avea următoarele forțe ce acționează asupra celor două cutii:
1. forța F a sforii cu care trag cutia 1
2. forța F12 cu care cutia 1 acționează asupra cutiei 2
3. forța F21 cu care cutia 2 reacționează asupra cutiei 1

Avem, astfel o sumă de forțe care acționează pe orizontală.

Asupra cutiei 1:
F-F21 = m1 * a

Asupra cutiei 2:
F12 = m2 * a

Când însumăm forțele pe orizontală:
F – F21+F12 = m1* a + m2* a, cu F21 = F12 în modul, adică în valoare
sau

F = (m1+m2) * a
sau
a = F / (m1+m2)

Cu alte cuvinte, cu toate că cele două corpuri sunt în repaus unul față de celălalt, ambele se deplasează cu accelerația a.

Reamintim cele trei legi ale lui Newton:
1. Orice corp își menține starea de repaus sau de mișcare rectilinie uniformă atât timp cât asupra sa nu acționează alte forțe sau suma forțelor care acționează asupra sa este nulă.
2. O forță care acționează asupra unui corp îi imprimă acestuia o accelerație, proporțională cu forța și invers proporțională cu masa corpului:
3. Când un corp acționează asupra altui corp cu o forță (numită forță de acțiune), cel de-al doilea corp acționează și el asupra primului cu o forță (numită forță de reacțiune) de aceeași mărime și de aceeași direcție, dar de sens contrar.
4. Dacă mai multe forțe acționează în același timp asupra unui corp, fiecare forță produce propria sa accelerație în mod independent de prezența celorlalte forțe, accelerația rezultantă fiind suma vectorială a accelerațiilor individuale.

miscare-newtoniana

Filmat și editat de Manuel Cheța: http://tehnocultura.ro

Filmat la Universitatea “Transilvania” Brașov, Colina Universității.

Audio podcast:
https://itunes.apple.com/ro/podcast/tehnocultura/id929951093?mt=2
——
Referințe:

– legile lui Newton: https://ro.wikipedia.org/wiki/Legile_lui_Newton