PRIMJENA
NEWTONOVIH ZAKONA
NEWTONOVIH ZAKONA
GIBANJE U POLJU SILE TEŽE
KRUŽNA GIBANJA
(NE)INERCIJALNI SUSTAVI
(kružno gibanje i gibanje u polju sile teže)
B
D
D
5000N
D
B
15.5m/s
D
C
39.5m/s2
C
3*10^-3N
D
(za one koji žele znati više)
Radi se o misaonom pokusu kojim se pokazuje utjecaj sile teže na gibanje projektila. Evo kako ide:
Majmun je pobjegao iz zoološkog vrta i popeo se na drvo u obližnjem parku. Čuvar ga nije uspio namamiti te je odlučio pogoditi ga strelicom i uspavati.
Majmun razmišlja ovako - ako se u času pucnja pustim i krenem slobodno padati, strelica će proletjeti iznad mene i bit ću spašen.
No hoće li zbilja biti tako?
U onom trenutku kad strelica izađe iz puške jedina sila koja na nju djeluje je - sila teža. Jednako tako, sila teža je jedina sila koja djeluje na majmuna u slobodnom padu.
Konstantna akceleracija sile teže ( g = 9.81m/s2 ) jednako djeluje na gibanje strelice i majmuna. Zbog toga putanja strelice nije ravan pravac nego kosi hitac. Za onoliko koliko hitac padne u svojoj putanji, padne i majmun u svom slobodnom padu.
U ovom slučaju brzina strelice ne igra ulogu - ako je veća brzina pogoditi će majmuna bliže grani na kojoj je u početku bio, a ako je brzina manja pogoditi će ga bliže tlu.
U svakom slučaju majmun će biti pogođen!
Newton i njegov 1.zakon (Zakon inercije) otkrili su nam zašto ne osjećamo da se Zemlja kreće. Čak i iz svakodnevnog života znamo da prilikom uzlijetanja i slijetanja osjećamo promjenu brzine aviona, no svo ostalo vrijeme, dok se nalazimo u zraku, možemo normalno hodati, spavati, bacati novčić u avionu kao što to radimo i na zemlji.
No, kako su fizičari otkrili da se Zemlja okreće? Koji pokus to pokazuje?
Leon Foucault, francuski fizičar, prvi je 1851. uz pomoć njihala dokazao rotaciju Zemlje. Njihalo se sastojalo od 28 kilograma teške olovne kugle koja je bila obješena na 67 metara dugu nit i nalazilo se unutar Pantenona u Parizu. Na donjem kraju kugle nalazila se pisaljka koja je ostavljala tragove. I zakretanja tragova utvrđeno je da se zakreće ravnina njihala kao posljedica vrtnje Zemlje oko svoje osi.
Na Sjevernom i Južnom polu tragovi naprave puni krug za 24 sata, na 45° zemljopisne širine za oko 34 sata, a na ekvatoru se ravnina njihala ne zakreće.
S obzirom da rotiramo, ne nalazimo se više u inercijalnom sustavu, već u sustavu koji ubrzava. U tim sustavima (neinercijalni) javljaju se neinercijalne sile.
Pa tako kad zanjišemo njihalo na njega će u neinercijalnom sustavu Zemlje, osim centrifugalne djelovati i Coriolisova sila - okomito na ravninu gibanja tijela. Upravo to dovodi do zakretanja ravnine njihala.
U meteorologiji i oceanografiji Coriolisov učinak ima vrlo važnu ulogu. Zbog rotiranja Zemlje zračne i vodene mase kreću se unutar rotirajućeg sustava. Posljedica Coriolisovog učinka je da te mase na sjevernoj polutci skreću udesno, dok su ova kretanja na južnoj polutci obrnuta. Temperaturna razlika stvara razliku u tlakovima što uzrokuje pomicanje zračnih masa. Topli zrak zagrijan oko ekvatora diže se u visinu sve do oko 10 kilometara, a istovremeno putuje prema polovima. Kada zemlja ne bi rotirala topao zrak bi jednostavno samo došao do polova, ohladio se, potonuo i krenuo nazad prema ekvatoru. Budući da zemlja rotira na vjetar utječe i Coriolisov učinak.