Tot ce constituie existenta umana, cu exemple din istorie si civilizatie, pare sa fie atras de catre pamant. Daca avem particule de apa, acestea nu vor pluti pur si simplu; daca sunt destul de mici, vor fi purtate de vant, iar daca sunt mai mari, vor cadea. Nu poti sa intalnesti oameni care plutesc, ei sunt atrasi de pamant. Nu vei vedea taxiuri care plutesc, si ele sunt atrase de pamant. Nu numai ca apa va cadea, dar ea va atinge solul, se va aduna, si daca intalneste un canal va cadea in acesta. Va incerca sa ajunga tot mai in interiorul pamantului. Daca ar fi sa scap pe jos un gramada de ace, acestea ar cadea pur si simplu; daca as avea un ac in stare de repaus, acesta nu ar incepe brusc sa sara si sa pluteasca. Daca am lua aminte un lucru fundamental si anume ca tot ce am experimentat pana acum, in istoria si civilizatia umana, este ca am luat acest fapt ca bun.

Ne-am gandit ‘ei bine, e evident, orice obiect trebuie sa cada in jos, asa functioneaza universul’; sa ne fi gandit altfel ar fi un fapt nebunesc, de aceea tipul asta, tipul asta de aici este unul dintre cele mai mari genii din toate timpurile. A facut mult mai multe lucruri decat ce urmeaza sa descriu eu in acest video, iar oricare din acele lucruri i-ar fi consacrat un loc in istorie. Acesta este, dupa cum probabil stii deja, Isaac Newton, cu siguranta una din cele mai extraordinare minti din istorie. O personalitate fascinanta, iar una dintre marile sale intrebari despre obiectele care cad a fost, trebuie neaparat ca acestea sa cada? Este acesta doar unul dintre lucrurile pe care le presupunem instant despre univers? Lucrurile trebuie sa cada, a spus el sau ni s-a spus ca i-a venit aceasta idee cand a fost oarecum inspirat de un mar care cadea dintr-un copac. Este probabil fals ce vezi in desenele animate de la televizor, cum ca marul i-a lovit capul in cadere sau ca dormea cand asta s-a intamplat si i-a venit ideea. Ceea ce observa majoritatea oamenilor, stai putin sa desenez un copac aici.

Aceasta este creanga, sa desenez si cateva frunze.. Deci pentru majoritatea oamenilor, acesta este un mar, care daca ar fi sa misc creanga, ar cadea. Este destul de logic, marul ar cadea, iar majoritatea oamenilor care ar vedea asta s-a gandi ca este doar un fapt normal ar universului, dar pentru Isaac, cel putin in acea zi, el s-a intrebat ‘de ce? de ce a cazut acel mar?’, iar asta poate fi considerata o gandire aparte pentru ca acest lucru a fost considerat firesc pentru mii de ani, inca de la inceputurile Pamantului, pur si simplu, fara nici o explicatie. Newton insa s-a intrebat, de ce? Se intampla mereu asta?

Iar acesta intrebare l-a facut sa traga concluzii care stau la baza intregii mecanici clsaice pe care o folosim si astazi in mare parte. Ideile sale au fost modificate in ultima suta de ani de castre acest domn, Albert Einstein, dar in majoritatea ocaziilor, cand proiectam ceva pe suprafata planetei, si nu o facem la viteza luminii, putem sa folosim in continuare matematica introdusa de Isaac Newton prin aceasta simpla intrebare. Nu numai ca a avut inspiratia sa se gandeasca ca poate exista ceva, ceva care ar putea sa atraga cumva obiectele, gandindu-se la marul care a cazut pe pamant, dar el a enuntat o adevarata.. ei bine.. as putea sa o numesc chiar lege. Dupa cum probabil banuiesti, Isaac Newton credea ca acest lucru care a determinat marul sa cada pe pamant poarta numele de gravitate.

El a formulat legea universala a gravitatiei sau legea gravitatiei universale, poate fi numita in ambele moduri, in care teoretizeaza faptul ca fortele dintre obiecte, in acest caz o cantitate vectoriala, va face mereu cele 2 obiecte sa se atraga reciproc. Deci, directia este in ambele sensuri. Forta gravitationala dintre doua obiecte o vom nota cu G si va fi doar un numar, un numar foarte mic. Iti voi da acest numar imediat, este egal cu o constanta, o constanta gravitationala. Este un numar extrem de mic inmultit cu masa primului obiect ori masa celui de-al doilea obiect, totul impartit la distanta dintre cele doua obiecte. Distanta la patrat.

Deci, aceasta este distanta dintre doua obiecte. Daca te referi la forta gravitationala pe pamant, vorbesti de asta de aici. Alegi una dintre mase sa fie pamantul, sa spunem ca cea de aici. Iar apoi alegi un obiect de pe pamant, poate te referi chiar la mine. Apoi, aceasta este distanta dintre centrul maselor celor doua obiecte. Centrul masei mele si centru masei pamantului. Este aproximativ distanta de la suprafata pamantului sau daca am inaltimea de 1 metru 75, atunci jumatate din inaltimea mea pana la centrul pamantului este reprezentata de numarul asta de aici. Deci, imediat cand vezi asta, inainte sa discutam despre mine si pamant sau ace si pamant sau taxiuri si pamant si acea forta a gravitatiei, s-ar putea sa ai o idee bizara in minte. S-ar putea sa spui ‘Isaac Newton ne spune prin formula data chiar aici ca exista gravitatie intre oricare 2 obiecte’. Apoi te gandesti ‘ei bine, in momentul asta ma uit la ecranul calculatorului, voi incerca sa reprezint cat de bine pot un model vechi de ecran de calculator, nu unul subtire cum sunt cele moderne, acum intrebarea este, cum de nu esti atras de ecranul calculatorului? Cum se face de nu se izbeste de fata ta? iar raspunsul este aici, acest numar, acest numar este foarte mic. Exista intr-adevar o forta de atractie intre tine si calculator, insa este mai mica decat forta de frecare dintre calculator si birou si cea dintre tine si scaun, care este de fapt cauzata de forta dintre tine si pamant, de forta de gravitatie dintre calculator si pamant.

In realitate, tu si calculatorul aveti mase atat de mici incat nu le poti observa, sunt neglijabile. Sunt depasite de alte forte care impiedica ecranul calculatorului sa se izbeasca de fata ta sau invers, fata ta de calculator. Doar pentru a avea o idee mai clara, acest G, acest mare G, aceasta constanta a proportionalitatii, doar pentru a-ti da seama cat de mica este, voi aproxima, si iti voi spune ca este egala cu 6,67 ori 10 Newtoni la puterea minus 11. Si vorbim despre Newtoni, care este o unitate de masura a fortei. Haideti sa facem o mica verificare, avem Newtoni or metrii pe kilograme la patrat. Newton ori metru pe kilogram, la patrat. Acesta este un set ciudat de unitatii, dar unitatile chiar exista asa ca atunci cand vei face inmultirea cu doua mase care sunt in kilograme si vei imparti la o distanta care este in metrii, vei ramane numai cu newtoni. Dar vreau sa fie clar, acesta este un numar extrem de mic. 10 la puterea minus 11. Daca ar fi sa scriu acest numar, 10 la puterea minus 11, as avea 0.0 si apoi 11 zerouri. Deci acest numar de aici este acelasi cu 6.67 ori ce avem chiar aici. Deci este un numar foarte mic. De aceea cand il inmultesti cu numere nu prea mari, asta in cazul in care nu folosesti pamantul, ci folosesti masa ta si a calculatorului, forta care va rezulta va fi extrem de mica. Atat de mica, incat nu o vei observa, va fi depasita de alte forte pentru ca aceste lucruri sa nu se loveasca intre ele, dar cabd te gandesti la corpuri cu adevarat masive, precum pamantul, forta de gravitatie incepe sa se faca remarcata, chiar foarte remarcata. Nu iti voi da masa pamantului in acest video, desi este interesant de stiut, dar o poti cauta singur. Dar, daca pui masa pamantului chiar aici si in partea asta notezi distanta aproximativa de la suprafata pamantului, pana in centrul acestuia, o notezi cu R si apoi inmultesti cu G. Toti acesti termeni de aici, deci daca inmultesti acest termen cu acesta si apoi faci impartirea la acest termen la patrat, vei obtine un rezultat simplificat pe care il notam cu g, cu g mic. Deci, pe acesta de aici il putem privi ca pe campul gravitational al suprafetei pamantului. Este acelasi lucru cu acceleratia gravitatii de la suprafata pamantului si inca o data, voi aproxima si acest termen, doar pentru a ne fi mai usor, el este egal cu 9.8 metrii pe secunde la patrat. Apoi, tot ce iti ramane este cealalta masa. Deci, vom inmulto cu masa 1.

Pentru a intelege mai bine, daca ceva este apropiat de suprafata pamantului, distanta chiar conteaza. Putem spune ca forta gravitatiei poate fi ‘g mic’ inmultit cu orice masa apropiata de cea a pamantului. De exemplu, daca ar fi sa ma iei pe mine ca exemplu, iar eu cantaresc 70 de kilograme. Deci, in acest caz, eu am.. de fapt nu ar trebui sa zic greutate, am o masa de 70 de kilograme. Eu am o masa de 70 de kilograme. Greutatea este de fapt o forta, dar vom discuta despre asta mai tarziu si totul va fi clar. Masa mea este de 70 de kilograme, apoi putem sa aflam forta cu care ma atrage pamantul, care este de fapt greutatea mea. Deci, in aceasta situatie, forta va fi G, care inseamna 9.8 metrii pe secunde la patrat ori masa mea, de 70 de kilograme. Acum voi lua calculatorul pentru a obtine rezultatul. Deci am 9.8 ori 70, asta inseamna 686. Deci rezultatul nostru este de 686 kilograme pe secunde la patrat. Sau este acelasi lucru ca acesta din partea asta. Aceasta este definitia unui Newton. Deci acesta este un Newton, el purtand numele unei persoane care este tatal fizicii clasice.

Deci greutatea mea pe pamant, care este acelasi lucru ca si forta cu care pamantul ma atrage in jos sau putem spune ca atractia gravitationala dintre pamant si mine este de 686 Newtoni. Acum iti voi pune o intrebare interesanta. Deci acesta este pamantul, iar eu nu sunt nici macar o particica din pamant, dar pentru a fi totul mai simplu, haideti sa spunem ca acesta sunt eu si ca ma aflu undeva in apropierea oceanului Indian. Deci acesta sunt eu si deja stim ca pamantul exercita o forta asupra mea de 686 de newtoni. Acum urmeaza intrebarea mea pentru tine: eu actionez asupra pamantului cu vreo forta? Este aceasta forta mai mare sau mai mica decat cea exercitata asupra mea?

Prima ta reactie ar putea sa fie.. Pamantul este atat de mare, iar eu sunt atat de mic. Cu siguranta pamantul actioneaza asupra mea cu o forta mai mare decat forta care actioneaza asupra mea. Din pacate, acesta nu este cazul. Pamantul actioneaza asupra mea cu o forta de 686 de newtoni, dar si eu actionez asupra pamantului cu o forta de 686 de newtoni. Deci si eu actionez asupra lui. Ma face sa ma simt foarte puternica aceasta forta de 686 de newtoni. Dar tu ai putea sa zici ‘hei, asta nu are sens!’ Daca as avea o cladire chiar aici, si te-ai gandi sa zicem, sa sari de pe cladire, forta de gravitatie va actiona asupra ta, iar tu vei incepe sa accelerezi in jos. Nu se observa ca pamantul accelereaza asupra ta, noi nu putem observa de fiecare data cand cineva intentioneaza sa sara de pe o cladire ca pamantul incepe sa accelereze foarte mult. Si daca ne gandim la asta realizam ca forta este aceeasi, dar vom discuta despre asta cu alta ocazie. Forta este egala cu masa ori acceleratia. Deci daca ar fi sa ne referim la cei 686 de newtoni, ca la forta pamantului, atractia gravitationala dintre mine si pamant. Iar asta va fi 68 de kilograme, ceea ce imi ofera o accerelatie destul de buna, in cazul in care vrei sa o afli, sa afli acest a de aici. Vei obtine 9.8 metrii pe secunde la patrat. Acum, daca faci acelasi lucru si pentru pamant, ti-am spus deja ca actionam unul asupra altuia cu aceeasi forta de 686 de newtoni, dar acum, daca vrei sa afli cat de mult accelereaza pamantul acea forta, vei obtine acest a; nici macar nu il voi nota aici, vei pune un numar urias aici, un numar pe care il vei inmultii cu acceleratia pamantului asupra mea. Si din moment ce este un numar atat de mare, foarte foarte mare, acesta va fi un numar extrem de mic si sincer, probabil ca este anulata de acceleratia pamantului sau forta de gravitatie dintre pamant si toti ceilalti oameni si toate obiectele de pe suprafata pamantului. Deci totul se anuleaza in final. Chiar daca nu s-ar intampla asta, ar fi neglijabila, nici macar nu ai observa acceleratia pamantului spre mine. Dar nu ai putea sa observi acceleratia mea spre pamant din cauza maselor noastre diferite.

why? - de ce?
gravity - gravitatie
small number - numar mic
distance between two objects - distanta dintre doua obiecte
Earth - Pamant
small - mic
huge number - numar foarte mare

Suntem pregatiti ca in acest video sa invatam cea de-a treia lege a lui Newton. Din nou, poate cunosti aceasta lege, poate ai mai auzit de ea, dar ceea ce incerc eu prin acest video, este sa te fac sa intelegi cu adevarat despre ce anume vorbeste Newton – din nou, aceasta este o traducere a versiunii din latina – doar ca sa fie clar, Newton a fost englez, dar a scris in latina pentru ca in acea vreme aceasta era limba de baza si toti oamenii o foloseau.

Revenind, pentru fiecare actiune mereu exista o reactie egala si opusa; sau mai bine zis, fortele a doua corpuri vor actiona una asupra alteia in mod egal si vor fi indreptate in directii opuse. Deci, ceea ce spune Newton este ca nu poti avea o forta care actioneaza asupra unui obiect fara ca acel obiect sa nu raspunda la randul lui cu o forta asupra celuilalt obiect!

Sa presupunem ca avem o caramida, asupra careia actionez cu o forta si pe care incerc sa o imping in fata. Deci aceasta este mana mea, mana mea care incearca sa impinga caramida si sa exercite o forta in acea directie.

Ca urmare, acel bloc se misca spre dreapta. Poate aceasta caramida sta pe ceva, sa spunem ca sta pe gheata, pentru a se putea misca. Deci sa spunem ca avem gheata aici, dar culoarea asta nu prea ne ajuta imaginatia, stati putin sa aleg o culoare mai buna. Deci caramida noastra sta pe o platforma de gheata.

A treia lege a lui Newton ne spune, ‘Hei uite, pot sa imping aceasta caramida si cu siguranta voi exercita o forta asupra ei, forta care va accelera caramida, presupunand ca isi poate mari forta de frecare – si din moment ce se afla pe gheata, pot sa fac asta, dar caramida va exercita o forta egala si opusa asupra mea!’

Si ca o justificare – asta ar putea sa nu fie prea usor de inteles cand este enuntata legea – aceasta forta este egala si opusa, dar explicatia ne spune ca actionand cu acea forta egala si opusa, ne vom simti mana presata!

Voi simti caramida actionand asupra mea. Incearca sa impingi ceva cu mana chiar acum, poti sa impingi biroul sau orice ai in apropiere. Astfel vei actiona cu o forta asupra biroului, voi desena asta imediat – deci hai sa spunem ca ai avea un birou pe care incerci sa il impingi – deci inca o data, aceasta este mana mea incercand sa impinga biroul; daca imping biroul, voi face asta chiar acum, in timp ce inregistrez acest video, cu siguranta vei vedea ca actionezi cu o forta asupra biroului – daca o fac cu destula forta, voi face biroul sa se cutremure sau chiar sa se incline putin – fac asta chiar acum, dar vei vedea in acelasi timp, ca mana ta va fi comprimata! Palma mainii tale este comprimata si asta numai din cauza biroului care exercita o forta egala si opusa cu a ta. Daca nu ar fi , nu ai mai simti nimic, nu ai simti presiunea  – nu ar actionanici o forta asupra mainii tale.

Haideti sa luam un alt exemplu. Sa spunem ca te-ai plimba pe plaja. Da, haide sa spunem ca te plimbi pe plaja, uite, am desenat chiar si nisipul! Daca ai pasi pe nisip, sa spunem ca acesta este pantoful tau – asta este cea mai buna incercare a mea in a desena un pantof – deci acesta este pantoful – daca ai pasi pe nisip, este evident ca ai exercita o forta asupra nisipului. Intr-adevar exerciti o forta asupra nisipului. Forta pe care o exerciti asupra nisipului este forta greutatii tale, atractia gravitationala dintre tine si Pamant. Exerciti acea forta asupra nisipului. Nisipul, iar asta este o alta dovada ca acesta se va misca, va crea o amprenta pe nisip; nisipul se va misca pentru ca va fi impins cu putere in jos.

Deci, vei exercita o forta asupra nisipului. Dar si nisipul ca exercita la randul lui o forta egala si opusa asupra ta. Si care este oare motivul pentru toate acestea? Ei bine, daca este de acord cu a doua lege a lui Newton, daca ai aceasta forta gravitationala aupra ta, ar trebui sa accelerezi in jos, daca nu cumva exista o alta forta care o anuleaza pe a ta. Iar acea forta care o anuleaza pe a ta, este forta plajei, sau mai bine zis, a nisipului care exercita o forta in sus asupra ta. Iar atunci cand le anulezi, ramane o forta egala cu zero care actioneaza asupra ta. Acesta este motivul pentru care ramai pe loc si nu incepi sa accelerezi in jos spre centrul Pamantului.

As vrea sa dau si alte exemple, iar acesta este probabil cel mai cunoscut dintre ele; cea de-a treia lege a lui Newton ne explica cum functioneaza rachetele. Precum stii, daca esti intr-o racheta, incercand sa evadezi din atmosfera, sau poate ca esti in spatiu, nu exista nimic de inlaturat, nimic de dat la o parte pentru a lasa loc liber acceleratiei. Deci ceea ce faci tu, este sa pastrezi destul combustibil pentru ati da putere. Si cand permiti reactiilor chimice sau chiar combustiei sa aiba loc, ceea ce se va intampla este ca va elimina gaze, viteze extraordinar de mari din spatele rachetelor. Iar fiecare dintre acele particule asupra carora exerciti o forta, au si ele destula forta – desi masele lor sunt foarte foarte mici, au viteze foarte mari, care vor fi accelerate foarte mult. Deci, exista o forta egala si opusa a rachetei. Racheta elimina defapt combustibil, fapt care ii permite sa accelereze, chiar daca daca nu se afla nimic in imprejurimi care sa o impinga. Elimina multe elemente si accelereaza cu putere ajungand la o super viteza. Exercita o forta asupra tuturor acestor particule, permitandu-i sa exercite o forta egala si opusa pentru a accelera viteza rachetei. Ca un alt exemplu, incearca sa iti imaginezi ca plutesti in spatiu; acesta este un exemplu potrivit, pentru ca nu poti pluti in spatiu pentru totdeauna.

Ne mai putem gandi la un exemplu, sa speram ca asta nu i se va intampla nici unui astronaut; daca s-ar desface legatura pe care o are cu acest instrument care seamana cu o mana, conectat la nava, el ar incepe sa pluteasca, sa pluteasca in spatiu. Ce ar putea sa faca acel astronatut pentru a-si schimba directia si pentru a se intoarce la nava spatiala?

Ei bine, daca te uiti cu atentie in jur, nu exista nimic de care s-ar putea ajuta. Nu exista nici un perete de care sa se impinga si vom presupune ca nu are nici un motor de propulsare sau ceva de genul. Ce are putea totusi sa faca? Ei bine, singurul lucru care ar ramane de facut in aceasta situatia in care astronautul pluteste in spatiu, este sa gaseasca cel mai greu, sau mai bine zis, cel mai masiv obiect din apropiere, voi face un video in curand in care voi explica diferenta dintre masa si greutate; in concluzie, ar trebui sa gasesti cel mai masiv obiect pe care il poti cara dupa tine, dar si indeparta in momentul in care vrei sa il arunci in directia opusa.

Deci, sa explic mai simplu. Daca il arunci, sa spunem ca sunt in spatiu si plutesc, iti voi arata asta, voi desena o manusa, sa spunem ca aceasta este manusa astronautului. Deci asta avem, aceasta este mana astronautului, chiar aici, si hai sa spunem ca gaseste asupra lui ceva din echipament pe care il pot arunca; un obiect din trusa, cel mai masiv obiect pe care il pot arunca. In continuare, pentru o buna bucata de vreme, in timp ce astronautul va impinge obiectul, el va exercita o forta asupra acelui obiect atata timp cat se va afla in contact cu el. In tot acel timp, obiectul, in timp ce accelereaza, in timp ce astronautul exercita o forta asupra el, va exercita o forta egala si opusa asupra mainii astronautului, sau chiar asupra astronautului. Deci, obiectul accelereaza in acea directie si in timp ce astronautul impinge, el va accelera chiar in acea directie. In final, ceea ce poti face, este sa arunci obiectul in directia opusa, ceea ce iti permite sa accelerezi spre nava spatiala si cu putin noroc, sa te prinzi de ceva.

constant velocity - viteza constanta
mass - masa

rest - repaus
balance - balanta (se face referire la forte egale)
constant velocity - viteza constanta