Γιατί μας ενδιαφέρει Μια απλή άσκηση που αποκαλύπτει ότι ο 2ος νόμος του Νεύτωνα ισχύει με μια σημαντική προϋπόθεση που δεν αναφέρεται στα σχολικά βιβλία Φυσικής.

Στην Εικόνα φαίνονται δύο διαστημόπλοια που βρίσκονται στο Διάστημα. Το Β έχει μάζα kg και κινείται με επιτάχυνση ως προς το Α. Πόση δύναμη ασκείται στο Β;

Απάντηση

Για να μπορέσουμε να πούμε αν στο Β ασκείται δύναμη, θα εφαρμόσουμε το 2ο νόμο του Νεύτωνα, . Από αυτή τη σχέση, για να βρούμε τη δύναμη, θα πρέπει να γνωρίζουμε την την τιμή της επιτάχυνσης του διαστημοπλοίου.

Ωστόσο, επειδή η κίνηση είναι έννοια σχετική, η τιμή τής επιτάχυνσης είναι επίσης σχετική. Π.χ. όταν η επιτάχυνση ενός αυτοκινήτου ως προς το έδαφος είναι , η επιτάχυνση των επιβατών του ως προς το έδαφος είναι επίσης αλλά η επιτάχυνσή τους ως προς το αυτοκίνητο είναι μηδενική.

Σημαντική Επισήμανση Ο 2ος νόμος του Νεύτωνα ισχύει μόνο όταν η επιτάχυνσή έχει υπολογιστεί ως προς ένα σώμα στο οποίο δεν ασκούνται δυνάμεις.

Με ορισμένες προϋποθέσεις τέτοιο σώμα είναι πρακτικά η Γη. Για κινήσεις στο Διάστημα είναι πρακτικά τα αστέρια (και όχι οι πλανήτες που κινούνται ανάμεσα στα αστέρια.)

Σύμφωνα με τα δεδομένα της άσκησης γνωρίζουμε ότι το Β επιταχύνεται ως προς το Α. Αλλά δεν γνωρίζουμε ότι στο Α δεν ασκούνται δυνάμεις. Άρα δεν μπορούμε να εφαρμόσουμε το 2ο νόμο του Νεύτωνα για την επιτάχυνση του Β ως προς το Α. Σύμφωνα με τη Σημαντική Επισήμανση μόνο αν γνωρίζαμε ότι στο Α δεν ασκούνται δυνάμεις, θα μπορούσαμε να χρησιμοποιήσουμε την επιτάχυνση του Β ως προς το Α και να υπολογίσουμε τη δύναμη που ασκείται στο Β.