- Newtonovy pohybové zákony stále budí velkou pozornost
- Je možné, že je nechápeme tak, jak slavný vědec zamýšlel?
Když Isaac Newton v roce 1687 napsal na pergamen své proslulé pohybové zákony, patrně nedoufal, že se o jejich výklad budou vědci přít a diskutovat o nich i o tři století později.
Nepřehlédněte: Zásadní objev vědců NASA. Za humny našli černou díru, je nejblíže Zemi
Fyzikální zákony formulované Isaacem Newtonem
Newtonovy pohybové zákony jsou fyzikální zákony, které popisují vztah mezi pohybem tělesa a silami, které na toto těleso působí. Newton zavedl celkem tři pohybové zákony, které tvoří základ klasické mechaniky a zejména dynamiky, která zkoumá příčiny pohybu.
Podle filozofa Daniela Hoeka z Virginia Tech však Newtonovu přesnou formulaci prvního pohybového zákona celou dobu interpretujeme poněkud špatně. Hoek říká, že nemá v úmyslu vyvolávat poprask, ale jen chce „uvést věci na pravou míru“, protože v v původním anglickém překladu Newtonových latinských Principií z roku 1729 objevil něco, co popisuje jako „neobratný překlad“.
Hoek říká, že na základě chybného překladu si nespočet akademiků vyložilo první Newtonův zákon setrvačnosti tak, že objekt se bude pohybovat po přímce nebo zůstane v klidu, pokud jej nezasáhne vnější síla. „Je to popis, který platí, dokud si neuvědomíte, že vnější síly působí neustále, což by Newton ve své formulaci jistě zohlednil,“ uvedl pro server New Scientist.
Při revizi archivů si filozof uvědomil, že na chybu se přišlo až v roce 1999, kdy si dva jiní vědci všimli chybného překladu jednoho latinského slova: quatenus znamená „do té míry“, nikoli pokud.
Pro Hoeka jde o zásadní rozdíl. Říká, že Newton spíše než popis toho, jak si těleso udržuje svou hybnost, pokud na něj nepůsobí žádné síly, měl na mysli, že každá změna hybnosti tělesa je způsobena vnějšími silami.
Tato důležitá oprava se však v odborných kruzích nikdy neujala. Dokonce i nyní by měla problém prosadit se pod tíhou staletí opakování, myslí si Hoek. „Někteří považují mé názory za příliš divoké a nekonvenční, než aby je brali vážně,“ poznamenává. ‚„Jiní si zase myslí, že jsou tak očividně správné, že sotva stojí za to o nich polemizovat.“
Na druhou stranu Hoek přiznává, že reinterpretace nezměnila a nezmění zákony fyziky. Pečlivé prozkoumání Newtonových vlastních spisů však podle něj objasňuje, co si geniální matematik myslel.
Nepřesný překlad?
V průběhu staletí bylo vytvořeno mnoho vědeckých děl, která zákon setrvačnosti popisují. Vezmeme-li převládající překlad, že se objekty pohybují po přímce, dokud je síla nepřinutí k opaku, pak se nabízí otázka: Proč by Newton psal zákon o tělesech bez vnějších sil, když v našem vesmíru nic takového neexistuje; když gravitace a tření jsou všudypřítomné?
„Smyslem prvního zákona je odvodit existenci síly,“ říká filozof z Tuftsovy univerzity a odborník na Newtonovy spisy George Smith. Newton uváděl tři konkrétní příklady, kterými ilustroval svůj první pohybový zákon: Nejvýmluvnějším je podle Hoeka točící se káča (kolovrátek) – ta, jak víme, zpomaluje v důsledku tření vzduchu.
„Tímto příkladem nám Newton výslovně ukazuje, jak se první zákon v jeho pojetí vztahuje na zrychlující se tělesa, na která působí síly – to znamená, že se vztahuje na tělesa v reálném světě,“ myslí si Hoek.
Filozof z Virginia Tech říká, že revidovaná interpretace lépe objasňuje jednu z nejzásadnějších Newtonových myšlenek, která byla ve své době naprosto revoluční. Totiž, že planety, hvězdy a další nebeská tělesa se řídí stejnými fyzikálními zákony jako objekty na Zemi. „Každá změna rychlosti a každý náklon směru, od rojů atomů po vířící galaxie, se řídí prvním Newtonovým zákonem.“
Zdroj náhledové fotografie: Bing Image Creator (generováno AI), zdroj: Science Alert, iai.tv, Wikipedia
Jistě, přepište úplně všechno.
A víte co, přepisujte to každý den. Stejně tak, jak chcete, aby si lidé nebyli jistí, že dneska je jejich souded chlap a zítra se bude cítit jako kulatý zajíček s kostkovaným ouškem, tak stejně tak zpochybněte všechno, co lidé znají a veškeré jejich zkušenosti.
Proč by se vlastně měli lidé probouzet s pocitem, že existuje stále nějaká gravitace? To platilo včera. Zítra bude přitahovat všechny předměty třeba gréta nebo komunista pavel.
Dneska se shodneme na tom, že nebe je modré, ale zítra to už platit nebude, protože se dohodneme na tom, že modrá je diskriminační a že je nebe vlastně žluté….
Přepište úplně všechno. Neserte se s tím.
Vy máte nějaký velký psychický problém.
To je jen titulek, ve skutečnosti už bylo dávno přepsáno, přesněji řečeno přeformulováno, viz teoretická mechanika. Ta ale není úplně jednoduchá, vyžaduje vysokoškolskou matematiku, tak ty tři zákony se pořád používají, ať už je formuloval sám Newton nemo následně někdo další.
Profesor Černohorský o této problematice přednáší na Přírodovědecké fakultě MU již dlouhá léta. Viz např.:
Černohorský M, Newtonova formulace prvního pohybového zákona. Pokroky matematiky, fyziky a astronomie 20 (1975) 344–349.
Černohorský M, Nesprávnost dosavadních překladů Newtonova prvního zákona pohybu. Kuriozita Machova překladu. https://jcmf.cz/sites/default/files/Z-4_Nespravnost_prekladu.pdf (2016).
100 let Martina Černohorského, https://www.sci.muni.cz/clanky/100-let-martina-cernohorskeho (2023).
To jak to Newton myslel dobře věděli fyzici jeho generace, kteří s ním spolupracovali a Ti to předali dalším generacím. Není nutná žádná revize!
Nic se přepisovat nebude, protože Newton řekl svými zákony přesně to, co říci chtěl a přesně tak, jak to říci chtěl. V jeho pojetí jsou zákony do dnešního dne interpretovány a vyučovány. Jsou skutečně používány různé překlady jeho latinských textů, ale všechny říkají totéž.
Newton vyšel ze zákonů daných již Descartem, které zobecnil a napsal tak, aby zavedl potřebné veličiny a dal návod, jak tyto veličiny počítat. Ve svém druhém zákoně dává návod, jak spočítat sílu působící na těleso. Pokud však chcete spočítat veličinu, musíte nejprve prokázat, že taková veličina reálně existuje. No a to říká jeho první zákon. Pokud je těleso v klidu či pohybu rovnoměrném přímočarém, tak žádná síla na něj nepůsobí, tj. žádná síla neexistuje a není co počítat. Pokud se tento stav změní, tak je to důkazem existence vnější síly a již je, co počítat. Newton si byl plně vědom, že v reálném světě vnější síly působí neustále (gravitace planet a Slunce nemizí). Jeho cílem bylo zavedení pojmu síly a poskytnutí návodu, jak takovou veličinu prokázat. To je dáno právě jeho prvním zákonem.
Naprosto souhlasím, také zde nevidím žádný důvod toto formulovat nějak jinak.
Přesně tak to také chápu. Newton řekl, že bez vnějších sil těleso poletí rovně, a někdo k tomu dodává, že ale žádný prostor bez vnějších sil neexistuje. Newton ale netvrdil, že takový prostor někde je. Trochu mi to připomíná starou anekdotu, jak nový učitel na Sibiři učí děti matematiku. Jako příklad uvede, že tady Kolja uloví každý týden tři tuleně, a tady Vaska uloví čtyři. Otázka zní, kolik jich ti chlapci za týden společně uloví? A děti se rozesmějí, učitel nechápe proč, až mu jeden kluk řekne: Ale pane učiteli, podívejte se na Vasku, ten přece žádného tuleně neuloví….
No a za chvíli se tu bude někdo vytahovat s tématem, kterého jsem se dotkl v poznámce adresované České televizi. Krátce na to odjel jeden redaktor do výzkumného centra někde v Jižní Americe. Já tam nebyl, tak už jsem zapomněl, přesné místo.
Logicky uvažující člověk ví, co tím chtěl Newton říct. Filosof nechápe a akorát o tom pindá.
Zde se o tom mluví nejasně, ale na Zemi i v celém vesmíru existují pouze dva druhy pohybu. Pohyb rovnoměrný přímočarý a pohyb zrychlený.
Při přímočarém rovnoměrném pohybu nejste schopni zjistit, který pohyb je základní, ty pohyby jsou vůči sobě relativní. A od toho také je odvozen název teorie relativity. Další vlastnost tohoto pohybu je, že ho člověk nevnímá – Země se točí, obíhá kolem Slunce, to kolem středu Galaxie – vnímá to někdo? To je také jeden z důvodů, proč byla taková tahanice o Koperníkův heliocentrický systém. Byl to boj dvou systémů, systém řeckých vědců, Aristotela proti novému systému Koperníka. Hlavní argument odpůrců byl, že to nikdo nevidí…
Zrychlený pohyb člověk dobře vnímá, stačí rozjezd nebo zastavení výtahu. Einstein zrychlený pohyb ztotožnil s gravitací.
Pohyb těles je způsoben působením síly. Jeden z největších fyziků 20. století Richard Feynman říká :” Důvod proč se planety a ostatní tělesa samy od sebe pohybují rovnoměrně přímočaře není znám. Původ proncipu setrvačnosti nebyl nalezen.
Tak to je dost nesmysl, planety se vůbec nepohybují jak říkáte “rovnoměrně”a již vůbec ne přímočaře, ale po dráhové v rovině zakřivené slipse a navíc i ta elipsa sama se otáčí, část připadá na newtonovské síly část na relativistické vlivem zakřivení prostoru do obecného protoru s potřebným vyšším počtem rozměrů (tak zakřivit prostor v tom samém nejde, asi jako papír nezakřivíte v rovině papíru) tedy přesněji řečeno konstantní rychlostí , ale právě proto, že v každém bodě dráhové elipsy mají jinou rychlost, tak proto je nutné dosti složitě zavádět střední sluneční čas a k tomu potřebujete definovat tzv. 1. střední Slunce a 2. střední Slunce. Vůbec nerychleji se pohybují v periheliu. Co se týče principu setrvačnosti, tak z podstaty věci, těžší těleso má více částic a lehčí méně. A to je ta příčina té setrvačnosti, jelikož než se všechny molekuly postupně “doví” že se mají uvést v pohyb, tak to chvíli trvá a sice čím více jich je tím déle. Vůbec to není tak, že se když se těleso uvede do pohybu, tak že se pohnou všechny molekuly naráz. Nepohnou, není nekonečná rychlost, která by jim “sdělila” že se mají naráz uvést do pohybu. Takžč žádné záhady, jen absence nekonečné rychlosti.
a co nafta, bude levnější ???
Newtonova interpretace je v současné době samozřejmě chybná. Předpokládá okamžité působení síly, nezahrnuje relativistické efekty.
Ale to, co řeší tento “pavědec”, to je filozofický nesmysl a ne fyzikální problém (otázka).
Prof. Černohorský z Masarykovy university v Brně zpřesnil překlad zákona setrvačnosti: Z obvyklé formulace: “Těleso setrvává v klidu nebo v rovnoměrném přímočarém pohybu, dokud není nuceno vnějšími silami svůj stav změnit.” – na přesnější “Těleso setrvává v klidu nebo v rovnoměrném pohybu v daném směru, dokud není nuceno vnějšími silami svůj stav změnit.” Formulací překladu z latiny “v daném směru” se myslí jak přímočary tak rotační pohyb tělesa, viz káča. V původním překladu je chyba, neboť to vypadá, že existuje jen přímočarý pohyb, ale “káča”, Země a planety a rotační setračníky (mají to dokonce v názvu) také rotují kolem své osy.
Dovolím si nesouhlasit. Jakýkoliv pohyb, který není přímočary, je nepřímočary jen a jen působením vnějších sil. V případě káči a setrvačníku je to dostředivá síla zprostředkovaná hmotou, u planet je to gravitace vyvážená odstředivou silou. Mluvit o “daném směru” mi v případě rotačního pohybu připadá nesmyslné. Kým byl ten směr “dán” a kam ukazuje? Nic to nemění na tom, že lineární i rotační pohyb může bez přísunu energie být trvalý a rovnoměrný, ale ten druhý podléhá silám.
Přepisují se učebnice dějepisu podle požadovaného výkladu. Učebnice fyziky se jen rozšiřují. o nové ověřené poznatky. Druhý pohybový zákon vyjadřuje sílu jako derivaci momentu hybnosti podle času. Netvrdí, že hmotnost tělesa je konstantní a působící síla pouze mění rychlost tělesa a nemá vliv na jeho hmotnost, která se také se zvyšující rychlostí zvyšuje a deformuje prostor, ve kterém se pohybuje a který těleso samo vytváří a svým pohybem mění. Zůstává za ním gravitační brázda. Projevuje se zde rozdíl mezi hmotností tělesa (suma hmotností jeho atomů) a vahou tělesa (intenzita gravitačního pole vyvolaného tělesem). Newton snad nikde netvrdí, že hmotnost tělesa je nezávislá na jeho rychlosti.
Tak on si především s gravitací jako takovou nevěděl rady, napsal, síla tato (gravitační) je způsobována činitelem jakýmsi (a “hotovo”) a navíc si vlastně neuvědomoval, že nikoliv že ubývá s druhou mocninou vzdálensti (ta s tím nemá co dělat) , ale kvůli geometrii prostoru, prostě přenašeče gravitační síly (byť ještě nebyly objeveny) se rozbíhají všesměrně, čili na povrchu koule 4*pi * r^2 jsou rozprostřeny a protože těleso konstantní hmotnosti jich “vyprodukuje” jen konstantní počet, tak na kouli o dvojnásobnému poloměru je ale povrch čtyřnásobný, což se projevuje čtvrtinovým silovým účinkem (prostě ten samý počet oněch interagujících částic je nyní rozprostřen na 4 násobné ploše (která má ten dvojnásobný poloměr, alias vzdálenost, což ale takto nepochopil a proto to také tak neuvedl a hovoří jen o vzdálenosti ),proto to odvození je dost krkolomě. Dnes by se prostě uvedlo F = G´ * M*m / (4 * PI * R^2) , přičemž ta konstanta 4*pi je “skryta” v té G, čili G´= G/(4*pi), ale z jakési tradice se to tak neuvádí a dělá se, že to je vliv vzdálenosti ne vliv povrchu koule , který roste s druhou mocninou poloměru při stejném počtu interagujících částic alias přenašečů gravitační síly.
“Těleso setrvává v klidu nebo v pohybu rovnoměrném nebo v pohybu rotačním kolem vlasního těžiště, dokud není nuceno vnějšími silami svůj stav změnit.”
“Těleso setrvává v klidu nebo v pohybu rovnoměrném nebo v pohybu rotačním kolem vlastního těžiště, dokud není nuceno vnějšími silami svůj stav změnit.”
Možné je všechno. Připomíná mi to mnoho desetiletí starý a stále vyučovaný omyl, že letadlo do vzduch zvedá vztlaková síla vznikající rychlejším obtékáním vzduchu vrchní stranou křídla (snížením tlaku nad křídlem). Pokud Bernouliho rovnicí tuto sílu vypočítáme, je ta malá, že s letadlem nedokáže hnout. To, co letadlo zvedne, je nastavení křídla, tedy přímý tlak proudícího vzduchu do spodní části křídla.