Ka Neʻe Pili o Newton: Ke Hoʻomaopopo ʻana i ke Ao Mai kahi Kuanaʻike Neʻe
ʻO ka neʻe pili kekahi o nā manaʻo nui i ka physics, e kōkua ana iā mākou e hoʻomaopopo pehea e neʻe ai nā mea e pili ana i kahi mea nānā e neʻe ana paha. ʻO ka huaʻōlelo neʻe pili e pili ana i ka neʻe ʻana i ana ʻia mai kahi kiko kuhikuhi ʻokoʻa. No nā kenekulia ʻekolu a ʻoi, ua lilo kēia kumumanaʻo i ʻāpana koʻikoʻi o ka mechanics kuʻuna, mahalo i nā haʻawina koʻikoʻi a Isaac Newton. Ma kēia ʻatikala, e ʻimi mākou i ke kumumanaʻo o ka neʻe pili mai kahi kuanaʻike Newtonian, mai kona mau kumu a hiki i kāna mau noi i ke ola o kēlā me kēia lā a me ka ʻepekema hou.
Nā Kumu o ka Mekanika Newtonian
Ma mua o ko mākou luʻu ʻana i ka neʻe pili, he mea kōkua ke hoʻomaopopo i nā kumu o ka mechanics Newtonian. Ua hoʻokumu ʻo Isaac Newton i ʻekolu mau kānāwai o ka neʻe ʻana e hana ana i ke kuamoʻo o ka mechanics classical:
1. Ke Kānāwai o ka Inertia: E noho mālie kahi mea a neʻe paha i kahi laina pololei ma ka wikiwiki mau ke ʻole e koi ʻia e kahi ikaika o waho.
2. Ke Kānāwai o ka Hana a me ka Pane: Ua like ka wikiwiki o kahi mea me ka ikaika i hoʻopili ʻia iā ia, a ua like me ka ʻaoʻao ʻē aʻe me ka nuipa o ka mea.
3. Ke Kānāwai o ka Hana a me ka Pane: No kēlā me kēia hana, aia kahi pane like a kū'ē.
ʻO kēia mau kānāwai ʻekolu, ka mea e hoʻomalu ana i ka neʻe ʻana o nā mea ma lalo o ka hana a nā mana, ke kumu no ko mākou ʻike ʻana i ka neʻe pili.
He aha ka Neʻe Pili?
ʻO ka neʻe pili e pili ana i ka nānā ʻana i ka neʻe ʻana o kahi mea mai nā wahi kuhikuhi like ʻole. No ka laʻana, e noʻonoʻo ʻoe aia ʻoe ma luna o kahi kaʻaahi e neʻe ana. Mai kou ʻike a me ko nā poʻe holo kaʻa ʻē aʻe, me he mea lā e kū mālie ana ʻoe i ka wā e neʻe ana ke kaʻaahi. Eia naʻe, i kekahi e kū ana ma waho o ke kaʻaahi (no ka laʻana, ma kahi kahua kahua), ke neʻe pū nei ʻoe me ke kaʻaahi.
Hōʻike kēia ʻano kuanaʻike ʻokoʻa he pili ka neʻe ʻana; ʻaʻohe neʻe paʻa. Ua hoʻomaopopo ʻo Newton i kēia a hoʻokomo iā ia i loko o kāna mau loina o ka mechanics.
Nā ʻōnaehana Inertial a me nā ʻōnaehana Non-Inertial
I loko o ka mechanics Newtonian, hiki ke hoʻokaʻawale ʻia nā kuhikuhi neʻe i ʻelua mau māhele: nā ʻōnaehana inertial a me nā ʻōnaehana non-inertial.
ʻŌnaehana Inertial
ʻO ka ʻōnaehana inertial kahi ʻōnaehana kuhikuhi e neʻe ana ma kahi wikiwiki mau, ʻo ia hoʻi, ʻaʻole ia e ʻike i ka wikiwiki. Ma kēia ʻōnaehana, pili nā kānāwai o Newton me ka ʻole o ka hoʻololi ʻana. No ka laʻana, inā ʻike ʻelua mau mea nānā i loko o ʻelua mau kaʻaahi e neʻe ana ma ka wikiwiki mau i ka neʻe ʻana o kahi pōpō i loko o kā lākou mau kaʻaahi, e ʻike lākou i ka pōpō e neʻe ana e like me nā kānāwai o Newton me ka ʻole o ka loli.
ʻŌnaehana ʻAʻole Inertial
Ma ka ʻaoʻao ʻē aʻe, ʻo kahi ʻōnaehana non-inertial he ʻōnaehana kuhikuhi e hele nei i ka wikiwiki. Ma kēia ʻōnaehana, ʻaʻole pili piha nā kānāwai o Newton ke ʻole mākou e noʻonoʻo i nā pseudo-forces e like me ka ikaika Coriolis a i ʻole ka ikaika centripetal. No ka laʻana, inā ʻoe i loko o kahi kaʻa wikiwiki, e manaʻo ʻoe ua hoʻihoʻi ʻia ʻoe i hope.
Nā Hoʻololi Galilaia
ʻO kekahi o nā kumu o ka mechanics classical Newtonian no ka hoʻomaopopo ʻana i ka neʻe pili ʻana ʻo ia nā hoʻololi Galilean. Ua ʻōlelo ʻo Galileo Galilei, nāna i hoʻoikaika iā Newton, e pili like nā kānāwai o ka physics i nā ʻōnaehana inertial āpau. ʻO ke ʻano hoʻololi Galilean e hiki ai iā mākou ke neʻe mai kekahi ʻōnaehana inertial i kekahi ma ka hoʻohui ʻana a i ʻole ka unuhi ʻana i nā wikiwiki pili ma waena o lākou.
Eia kekahi laʻana, inā e neʻe ana kahi kaʻaahi i ka ʻākau me ka wikiwiki \(v\), a hoʻolei kekahi i kahi pōpō i mua i loko o ke kaʻaahi me ka wikiwiki \(u\) e pili ana i ke kaʻaahi, a laila ʻo ka wikiwiki o ka pōpō e pili ana i ka honua ʻo \(u + v\). He mea pono loa kēia hoʻololi ʻana i ka hoʻoponopono ʻana i nā pilikia neʻe pili i nā mechanics kuʻuna.
Nā Hoʻohana o ka Neʻe Pili o Newton i ke Ola o kēlā me kēia Lā
ʻO ka hoʻomaopopo ʻana i ka neʻe pili he hopena ākea ia no nā ʻano he nui o ke ola o kēlā me kēia lā a me ka ʻenehana. Eia kekahi mau laʻana:
Hoʻokele Satellite
Neʻe nā satelite GPS i nā wikiwiki kiʻekiʻe e pili ana i ka ʻili o ka Honua. No ka hāʻawi ʻana i ka ʻike kūlana pololei, pono ka ʻōnaehana GPS e noʻonoʻo i nā hopena o ka neʻe pili, ʻoiai ka neʻe alapine i ʻike ʻia ʻo ka hopena Doppler. A i ʻole, hiki ke hewa ke kūlana i hāʻawi ʻia e nā satelite a hiki i kekahi mau mika.
Kaʻa
ʻO ka hoʻokele a me ka hoʻolālā ʻana o nā ʻōnaehana halihali, mai nā alaloa a i nā kaʻaahi a me nā mokulele, pono ka ʻike maikaʻi ʻana i ka neʻe pili. No ka laʻana, ma kahi huina alanui paʻahana, ʻo ka hoʻomaopopo ʻana i ke ʻano o ka neʻe ʻana o nā kaʻa kekahi i kekahi e hiki ke kōkua i ka pale ʻana i nā ulia.
ʻO ke kino a me ka lewa
Ke neʻe nei nā Astronauts ma ke Kahua Lewa Honua (ISS) i nā wikiwiki kiʻekiʻe e pili ana i ka Honua. ʻO ka hoʻomaopopo ʻana i ka neʻe pili e hiki ai iā lākou ke helu i nā hana e pono ai no ka hoʻopuni pono ʻana a i ʻole ka hālāwai ʻana me nā moku mokulele ʻē aʻe.
Nā ʻokoʻa me ke Kumumanaʻo o ka Relativity
Hoʻohui pinepine ka poʻe he nui i ka neʻe ʻana o Newtonian me ke kumumanaʻo o Albert Einstein no ka relativity. ʻOiai ʻo nā mea ʻelua e hāʻawi i kahi ʻike o ka neʻe ʻana o ka pilina, aia nā ʻokoʻa koʻikoʻi ma waena o lākou.
ʻO ka Relativity Kūikawā
Ua hoʻolauna ke kumumanaʻo kūikawā o Einstein no ka relativity i ka manaʻo ʻaʻole wale ka wikiwiki pili, akā ʻo ka manawa a me ka hakahaka hoʻi e pili ana i ka wikiwiki o kahi mea e hoʻokokoke ana i ka wikiwiki o ka mālamalama. Ma ke ʻano Newtonian, ua manaʻo ʻia ka manawa he mau kūlike honua like ia no nā mea nānā āpau, akā ua hōʻike ʻo Einstein hiki i ka manawa ke neʻe lohi i ka pili ʻana i kahi mea nānā i kahi kūlana neʻe wikiwiki.
ʻO ka Relativity Laulā
Ua hoʻonui pū ʻo Einstein i ke kumumanaʻo o ka neʻe pili ma o kāna kumumanaʻo laulā o ka relativity, ka mea i hoʻolauna i ka mana o ka umekaumaha ma ke kūlou ʻana o ka manawa-ākea. He ʻokoʻa loa kēia mai ka manaʻo o Newton, kahi i manaʻo ʻia ai ka umekaumaha he ikaika e hana koke ana ma ka "ākea piha."
Ka hopena
ʻO ka neʻe pili kahi manaʻo nui i hoʻomohala ʻia e Isaac Newton a kākoʻo i nā kumumanaʻo he nui o ka mechanics kuʻuna. ʻO ka hoʻomaopopo ʻana i ka neʻe pili e hiki ai iā mākou ke hoʻomaopopo pehea e neʻe ai nā mea a hāʻawi i nā wehewehe pololei i nā ʻōnaehana kuhikuhi like ʻole. Mai nā hoʻololi Galilaia a hiki i kāna mau noi o kēlā me kēia lā, pili mau ka neʻe pili a pono i ka physics kuʻuna.
ʻOiai nā ʻokoʻa koʻikoʻi ma waena o nā mechanics kuʻuna a me ke kumumanaʻo o Einstein no ka relativity, ʻo nā hāʻawi a Newton i ko mākou ʻike ʻana i ka neʻe pili e mau ana he milestone koʻikoʻi i ka mōʻaukala o ka ʻepekema. A hiki i kēia lā, kōkua ka manaʻo o ka neʻe pili i nā kānaka ma nā ʻano ʻano like ʻole, mai ka ʻenehana o kēlā me kēia lā a hiki i ka ʻimi ʻana i ka lewa.
