ווער איז עס ניוטאן?
סיר אייזיק ניוטאן (Sir Isaac Newton) איז געווען אן ענגלישער פיזיקער און מאטעמאטיקער, וועלכער האט געלעבט אין מזרח ענגלאנד אין די יאהרן 1642-1727 למספרם, (וואס קומט אויס ה'ת"ג-תפ"ז אויפן אידישן לוח).
ניוטאן ווערט פאררעכנט היסטאריש אלס דער גרעסטער סייענטיסט אין די היסטאריע וועלכער האט געהאט אן אייגנארטיגע איינפלוס איבער טיעראטישע פיזיקס, ביזן אנקום פון אלבערט איינשטיין וועלכער האט איבערגענומען זיין פלאץ. עס איז נישט דא דער פלאץ צו אויסרעכענען זיינע אלע ערפינדונגען וואס ער האט אונז איבערגעלאזט במשך זיינע 85 יאהרן וואס ער האט געלעבט אויף אונזער ערד-קוגל, ווייל די ליסט איז זייער לאנג. מיר וועלן זיך בעיקר קאנצעטרירן איבער זיינע געזעצון איבער מאושן. ניוטאנ'ס בליק איז געווען אז די געזעצן פונעם נאטור זענען געבינדן צו מאטעמאטישע געדאנקען, און זיי גייען צוזאמען און מסודר'דיג, און דורך זיי עקזיסטירט אונזער יוניווערס.
די דריי געזעצן
אינעם יאהר 1687 למספרם (ה'תמ"ז) האט ער ארויסגעגעבן א בוך מיטן נאמען (אין לאטייניש) “PHILOSOPHIE NATRUALIS PRINCIPIA MATHEMATICA” באקאנט אלס "פרינקיפיע". דער באדייט אין אידיש איז "די מאטעמאטישע פרינציפן פאר די פילאזאפיע פונעם נאטור". אינעם בוך האט ער אראפגעלייגט דריי פונדעמאנטאלע געזעצן, און דורך זיי – באנוצנדיג זיך מיט די "קאלקולוס" וואס ער האט אנטוויקלט – האט ער סוקסעספול ערקלערט אסאך פראבלעמאטישע פאקטן און געשעהנישן אינעם נאטור, און ער האט אויפגעוויזן ווי עס ליגן אונטער זיי ריינע מאטעמטישע פורמאלעס. (צווישן זיי די באקאנטע קאפלער געזעצן).
די ערשטע געזעץ
די ערשטע געזעץ איז באקאנט אין ענגליש אלס "Law of Inertia" (אין עברית – "עיקרון ההתמדה"). דער געזעץ שטייט אין באזיס פון די נייע פיזיקס פונעם 17'טן יאהר הונדערט, און איז נאך אלס גילטיג אין די היינטיגע מאדערנע פיזיקס.
היסטאריש גערעדט קומט נישט די קרעדיט פארן אויסטרעף פונעם געזעץ נאר פאר ניוטאן, ווייל דאס האט שוין פון פריער אהערגעשטעלט געווארן דורך גאלילעא גאלילעי (1564-1642, שכ"ד-ת"ב) (עס איז צו אנמערקן אז אינעם זעלבן יאהר וואס גאלילעי איז געשטארבן איז ניוטאן געבוירן געווארן. עס דערמאנט די באקאנטע גמרא (קידושין ע"ב:) כשמת ר"ע נולד רבי וכו' ). אבער וויבאלד ניוטאן האט עס פארברייטערט און קלארער געמאכט, איז עס פאררופן געווארן על שמו, ווערנדיג אריינגערעכנט אלס די ערשטע פון זיינע דריי געזעצן.
אלזא, די געזעץ זאגט אזוי:
[left][center]Law I: Every body persist in its state of being at rest or moving uniformly straight forward, except insofar as it is compelled to change its state by force impressed.[/center][/left]
אין א פרייע איבערזעצונג אויף אידיש:
[center]ערשטע געזעץ: יעדער גוף וועט פארזעצן אין זיין מצב פון ליגן רואיג אדער זיך רוקן גלייך פאראויס אין א קביעות'דיגע שנעלקייט, חוץ און כל עוד עס ווערט געצווינגען זיך צו טוישן זיין מצב דורך כח וואס טוהט איהם בעאיינפלוסן.[/center]
אויב דאס איז גענוג קלאר און פארשטענדליך פאר אייך, דאן האט איהר נישט פארוואס צו לייענען ווייטער און פארשווענדן אייערע טייערע צייט, (איהר קענט גיין לייענען איבער די רעלעטיוו טעאריע אדער קוואנטום פיזיקס), אבער פאר די וועלכע וואס ווילן פראבירן פארשטיין וואס ליגט אונטער אט די דאזיגע ווערטער, וואס איז דער חידוש דערין און וואס נישט, דארפן מיר אריבערגיין און איבערפרישן עטליכע פונדעמאנטאלע באגריפן אין פיזיקס.
שנעלקייט ] (velocity/ מהירות). עס קען געמאסטן ווערן די שנעלקייט וואס אן אביעקט רוקט זיך דורכן אבזערווירן די ווייטקייט וואס דער אביעקט האט זיך גערוקט אין א געוויסע צייט. אין די היינטיגע קארס איז דאס זייער באקאנט אלס מפ"ש (מייל פער שעה) אין די טראדיציאנאלע מדינות, אדער קמ"ש (קילאמעטער פער שעה) אין די מער ליבעראלע מדינות.
אקסעלערעישן – (Acceleration/תאוצה). דאס הייסט פארגרעסערן שנעלקייט. מען קען מעסטן די אקסעלערעישן פון אן אביעקט דורכן טויש פון די שנעלקייט אין וועלכע ער פארט. למשל ווען א קאר וואס האט אנגעפאנגען צו פארן מיט 0 מפ"ש און נאך איין מינוט איז ער שוין געפארן אויף א ספיד פון 1 מפ"ש, און נאך 10 מינוט איז ער געפארן 10 מפ"ש, און נאך 20 מינוט 20 מפ"ש, און אזוי ווייטער. דעמאלס הייסט עס אז דער קאר'ס אקסעלערעישן איז 1. (עס איז אביסל א טריקי נושא, אבער איך וועל עס לאזן אזוי ווי עס שטייט דא).
קביעות'דיגע שנעלקייט - (מהירות קבועה / Constant Velocity. דאס איז ווען אן אביעקט רוקט זיך אין א געוויסע צייט, מיט די זעלבע מאס במשך די גאנצע צייט וואס ער ווערט אבזערווירט. למשל ווען א קאר פארט אויף קרוז, פארט די קאר אויף א קביעות'דיגע שנעלקייט.
כח – (force). כפשוטו, עס פאדערט נישט קיין איבעריגע הסברים, א כוח אין פיזיקס, איז עפעס וואס קען גורם זיין פאר אן אביעקט צו טוישן זיין מצב אנדערש ווי ער איז פון פארדעם. עס איז דא פארשידענע וועגן ווי אזוי צו אפמעסטן די פארשידענע גרויסקייטן פון שוואכערע און שטארקערע כחות.
וועקטאר - (vector/וקטור). דאס איז א מאס פון א געוויסע גרויסקייט וואס גייט צוזאמען מיט א ריכטונג. עס קען ווערן געשריבן אלס:
. אנדערש ווי למשל ווען מ'רעדט פון א גרויסקייט פון א געוויסע אביעקט (לענג / ברייט / וואג) וואס קומט נישט צוזאמען מיט א ריכטונג.אלזא, צוריק צום געזעץ, מיר זעהן אז די געזעץ רעדט לכאורה איבער צוויי באזונדערע פעלער, איינס איבער אן אביעקט וואס ליגט רואיג און רוקט זיך נישט, און די צווייטע איבער אן אביעקט וואס פארט אין א גלייכע ליניע מיט אן אייניגע שנעלקייט, לאמיר קודם פארשטיין די ערשטע פאל.
לאמיר זיך פארשטעלן א שטיין וואס ליגט אויפן ערד, איז זעלבסט פארשטענדליך (ווייל צו דעם זענען מיר צוגעוואוינט אינעם טאג-טעגליכן לעבן) אז די שטיין וועט בלייבן שטיין ווי א קלאץ אויף אייביג, ביז עס וועט קומען פון ערגעצוואו א געוויסע כח, זאל עס זיין א מענטש, א מאשין, אדער א שטארקע ווינט (אויב דער כח איז גענוג שטארק צו רוקן דעם שטיין, געוואנדן אין די וואג פון די שטיין און אין די שטארקייט פונעם כח, ווי מיר וועלן זען מער דעטאלירט אינעם צווייטן געזעץ), דעמאלס און נאר דעמאלס וועט זיך טוישן דער מצב פון דעם שטיין. אויב אזוי, איז זייער ריכטיג צו זאגן אזוי ווי דער געזעץ זאגט, אז ער וועט אזוי בלייבן פאר אייביג כל עוד ער ווערט נישט בעאיינפלוסט פון אן אנדער כח.
אבער ווען מיר גייען צום צווייטן פאל פונעם געזעץ איז עס ממש אומפארשטענדליך, אונז זענען מיר צוגעוואוינט פונקט פארקערט, אונז זעהן אז יעדע זאך וואס רוקט זיך (דהיינו – ער איז מאושן, ער טוישט פאזיציע) פאדערט נאכאנאנדע ענערגיע (דהיינו – כח) צו קענען פארזעצן אין זיין וועג, אפילו נאר אויף צו בלייבן אויפן זעלבן שנעלקייט. זאל עס זיין א קאר, אן עיראפלעין אדער וואס נישט. און דער אמת איז, אז טאקע ביז ניוטאנ'ס צייטן (אדער גאלילעי'ס צייטן) האט מען טאקע געגלויבט אין די פיזיקס וואס אריסטו האט אהערגעשטעלט, און געהאלטן אז מען מוז אפערירן א געוויסע כח כדי צו אנהאלטן מאושן, און ווען מ'לאזט נאך און מ'געבט שוין מער נישט קיין כח, וועט אויטאמאטיש דער אביעקט צוריקגיין צו דיפאלט, און בלייבן שטיין רואיג אין א מצב מנוחה.
און טאקע דא ליגט באהאלטן דער עיקר חידוש פונעם געזעץ, ווייל גאלילעי און ניוטאן האבן מצליח געווען צו ארויסגיין פון אונזער נאטורליכע מצומצמ'דיגע באקס אין וועלכע מיר זענען געבוירן געווארן, וואס דאס איז "די ערד קוגל". זיי האבן באטראכט די אוניווערסאלע געזעצן פונעם נאטור, נעמענדיג אין באטראכט אז יעדע אביעקט וואס איז נאנט צום ערד-קוגל ווערט בעאיינפלוסט פון די גראוויטי (כח המשיכה) פונעם ערד-קוגל, און אזוי אויך פון די לופט אין וואס ער רייבט זיך נאכאנאנד אריין, דעריבער קענען מיר נישט באשטימען די אוניווערסאלע געזעצן דורך די התנהגות פון די אביעקטן אויף אונזער וועלט.
אט דא קומען ניוטאן און גאלילעי און זיי זאגן אונז, אז בעצם אין דיפאלט וואלט יעדער אביעקט געדארפט ווייטער ממשיך זיין מיט זיין נסיעה אהן ער זאל דארפן באנוצן ענערגיע, ער דארף נישט קיין שום כח וואס זאל עם שטופן אדער שלעפן כדי צו פארן אויף א קביעות'דיגע שנעלקייט. און טאקע דאס איז די סיבה פארוואס די אלע שטערנס אין ספעיס נוצן נישט קיין גאז סטאנציעס צו אנפיהלן זייערע טענק, און זיי פארן אויף אומגלויבליכע שנעלקייטן אהן קיין שום באנוץ פון ענערגיע, (בעצם, איז עס נישט ממש אזוי ווייל זיי האבן די כח המשיכה פון די זוהן, אבער דאס איז א שמועס פאר זיך...).
יעצט לאמיר צוריק לאנדן אויף אונזער ערד קוגל, עס איז נישט פארהאן קיין שום סתירה פון אונזער טאג-טעגליכע איבערלעבענישן צו ניוטאנ'ס געזעץ, ווייל דאס וואס אונזערע קארס באנוצן אזויפיהל פון די טייערע פליסיגקייט, איז נאר וועגן די גראוויטי און די לופט. דהיינו, בעצם וואלט יעדע קאר געדארפט ממשיך זיין צו פארן אהן קיין שום ענערגיע באנוץ, די מינוט וואס מ'האט איהם געלייגט אויף 60 מפ"ש, וואלט ער געדארפט ממשיך זיין אויף אייביג און פארן אויף א גלייכע לינע פון 60 מפ"ש. נאר וואס דען? די געזעץ זאגט: "חוץ אויב ער ווערט געצווינגען צו טוישן זיין מצב דורך אן איינפלוס פון א כח", וואס דאס איז בעצם וואס געשעהט מיט אונזערע קארס עס זענען דא צוויי כחות וואס האלטן צוריק אונזער קאר פון פארן, דאס איז די גראוויטי (וואס איז בעיקר שטארק ווען מ'פארט בארג ארויף) און די לופט וואס רייבט זיך אריין אין די קאר און שטעלט א ווידערשטאנד, (אן עקסטערע שמועס פאר זיך, אינעם דריטן געזעץ).
אלזא, ווען מיר גייען צוריק צום ערשטן פאל, וואס איז געווען פריער אזוי פארשטענדליך און פשוט, איז שוין יעצט נישט ממש אזוי. ווייל די שטיין וואס ליגט אויפן ערד איז נישט ממש באפרייט פון אלע כחות, ער האט דאך א כח המשיכה וואס ארבעט אויף איהם און שלעפט איהם צו די ערד. דעריבער איז וויכטיג צו אויסשמועסן אז די ערשטע פאל פון די געזעץ הערט זיך שענער, אויב זאלן מיר נעמען אן אביעקט און איהם לייגן אין ספעיס, אינמיטן דעם טונקעלעם גארנישט (ווייט אוועק פון יעדע שטערן וואס קען איהם בעאיינפלוסן דורך זיין גראוויטי), און מיר זאלן איהם אוועקלייגן ער זאל בלייבן שטיין און קלאצן, (איך ווייס אז נאך ווען איהר וועט לייענען איבער די רעלעטיוו טעארי, וועט איהר נישט מסכים זיין מיט אזא געדאנק, אבער איהר דארפט געדענקען אז ניוטאן האט נאכנישט געוואוסט פון קיין איינשטיין צו זאגן, און ער האט געהאלטן/געמיינט אז עס איז יא דא אן אבסולוטע סיסטעם, וואס יעדע אביעקט ווערט געמאסטן לויט דעם), וועט ער בלייבן אזוי שטיין אויף אייביג, אהן ער זאל דארפן עפעס זאל איהם אונטערהאלטן.
איי, וועט איהר פרעגן, פארוואס דא אויף אונזער ערד-קוגל איז נישט אזוי, אויב זאל איך לייגן א גלאזערנעם טעלער אינמיטן די לופט, וועט נישט נעמען קיין צוויי סעקונדעס (געוואנדן ווי הויך איך וועל עס לייגן) ביז איך וועל טרעפן א צופיצלטע טעלער אויפן ערד? דער תירוץ איז ווידער כח המשיכה, דאס איז די גראוויטי וואס די ערד קוגל אפערירט איבער יעדע אביעקט וואס איז גענוג נאנט צו איהר און שלעפט איהם צו זיין צענטער. דעריבער נאר אויב די אביעקט האט אן אנדערע כח וואס האלט איהם אפ, (זאל עס זיין א טיש, א בענקל, אדער די ערד), און ער שטעלט א ווידערשטאנד (לאמיר עס לאזן פארן דריטן געזעץ), דעמאלס בלייבט דער אביעקט שטיין.
נאך וואס דאס איז קלאר, קענען מיר צוקומען צום אויספיהר פון די געזעץ, אז דאס וואס אונז זאגן מיר אז דער אביעקט וועט בלייבן שטיין אדער פארן, דאס איז אלעס נאר מיטן תנאי אז עס איז נישטא קיין כחות וואס פארסן איהם צו זיך טוישן. אבער ווען עס קומען אריין אינעם בילד אנדערע כחות, דעמאלס איז די בילד אינגאנצן אנדערש, (אזוי ווי מיר וועלן זעהן מער דעטאלירט אינעם צווייטן געזעץ). דעמאלס קענען מיר שוין נישט פארזיכערן אז דער אביעקט וועט בלייבן אויפן זעלבן מצב.
אבער עס איז דא א פאל, וואס כאטש עס זענען פארהאן כחות אויפן אביעקט, מיט דעם וועלן די כחות נישט בעאיינפלוסן די מאושן פון דעם אביעקט, אזוי ווי עס זאל נישט זיין קיין שום כחות אויף איהם. למשל, אויב עס קומט א מענטש פון די רעכטע זייט און ער פאנגט אן שטיפן דעם אביעקט מיט א כח וואס איז שטארק 100 ק"ג פער מעטער, און אין די זעלבע צייט קומט אן אנדערער פון די לינקע זייט, מיטן זעלבן מאס כח, און ער שטיפט אויף רעכטס, וועט דער שטיין בלייבן ליגן אויף זיין פלאץ, כאילו קיין שום כח זאל איהם נישט בעאיינפלוסן.
און די זעלבער כלל איז ווען אן אביעקט פארט אויף א געוויסע שנעלקייט, און עס קומט א כח פון איין זייט, לאמיר זאגן א ווינט, און שטיפט איהם פאראויס, (וואס וואלט געדארפט גורם זיין אז דער אביעקט זאל אנפאנגען צו אקסעלערעיטן), און דערצו קומט א ווינט מיט די זעלבע מאס כח, און שלעפט איהם אויף די פארקערטע ריכטונג, וועט דער אביעקט פארזעצן צו זיך רוקן אויף די זעלבע שנעלקייט וואס איז געפארן בעפאר די צוויי כחות האבן איהם אפערירט.
אין אנדערע ווערטער, ווען עס זענען דא צוויי באזונדערע כחות, וואס יעדע איינס שלעפט אויף די פונקט פארקערטע דירעקציע, און ביידע פארמאגן די זעלבע מאס כח, דעמאלס ווערט פאררעכנט די וועקטארישע סומע פון ביידע כחות צו זיין 0. למשל ווען איין כח שטיפט מיט א כח פון 75 ק"ג פער מעטער אויף רעכטס, און אן אנדער כח שלעפט אויף לינקס מיט א כח פון 75 ק"ג פער מעטער, קומט אויס אז די וועקטארישע סומע פון די כחות איז 0. (ווייל 0=75-75).
אלזא, קענען מיר צוזאמנעמען ביידע פעלער אונטער איין פאל, און שרייבן אין קורצן: א גוף איז ממשיך אין זיין ארגינעלע מאושן, כל עוד די סומע פון די כחות וואס אפערירן אויף איהם איז 0.
און אזוי אויך קענען מיר באטראכטן די צוויי פעלער, (ווען דער אביעקט שטייט און ווען ער רוקט זיך), אלס איין פאל, אז דער אקסעלערעישן איז 0. ווייל ווען אן אביעקט פארט אויף א קביעות'דיגע שנעלקייט, נישט קיין חילוק ווי שנעל עס זאל נאר זיין, איז זיין אקסעלערעישן 0. וויבאלד ער פארגרעסערט נישט זיין שנעלקייט. און דאס זעלבע איז ווען דער אביעקט שטייט ווי א קלאץ אויף איין פלאץ איז אויך זיין אקסעלערעישן 0.
אט דאס ווערט נאך מער פשוט'ער נאך ווען מען נעמט אין באטראכט די רעלעטיוו פרינסיפל פון גאלילעי (אויף וועלכע די רעלעטיוו טעאריע פון איינשטיין איז געבויעט), ווייל לויט דעם איז באמת נישטא קיין צווישנשייד ווען אן אביעקט רוקט זיך אויף א קביעות'דיגע שנעלקייט צו אן אביעקט וואס שטייט רואיג אויף איין פלאץ, ווייל דאס איז אלעס נאר רעלעטיוו צו די שטאנדפונקט פונעם אבזערווירער, (אזוי ווי [tag]ונבנתה העיר[/tag] האט שוין פיין ערקלערט במקומו).
