|
|
עמוד:127
1 . 1 הניסו י והתיאוריה ביחידה הקודמת רכשנו כמה כלים מתמטיים חיוניים ללימוד הפיסיקה ; אולם , הידע הממשי בפיסיקה שקנינו עד כה , הינו מצומצם למדי . הגדרנו את המושגים מהירות ותאוצה ולמדנו כיצד לתאר תנועות במישור ובמרחב בעזרת וקטורים , אך עדיין לא אמרנו דבר על הסיבות לתנועה ועל הגורמים המשפיעים עליה . כדי להדגים עד כמה ידע המתבסס על תיאור התופעה , בלי לרדת לשורשיה , לוקה בחסר , נשוב ונעיין בהצהרה כי "גופים נופלים נעים בתאוצה קבועה של 9 . 8 מ \ שנ . " משפט זה הוא אחת מפיסות המידע היחידות ביחידה הקודמת שאפשר להגדירן כפיסיקה , מכיוון שניתן להסיק אותו אך ורק מתוך הניסוי ולא על פי שיקול מתמטי או לוגי כלשהו . בגלל כלליותו של משפט זה , נוכל להתייחס אליו כאל "חוק טבע" או "חוק פיסיקלי" ולהכתירו בשם "חוק הנפילה החופשית . " למרות חשיבותו של חוק הנפילה החופשית , המידע שהוא מספק לנו אינו שלם . החוק קובע כי תאוצת הנפילה סמוך לפני הארץ היא 9 . 8 מ \ שנ . כיצד היא משתנה כאשר מתרחקים מפני הארץ ? זאת אין החוק מגלה . אין אנו יודעים מתי יש להתחשב בהתנגדות האוויר , ואיך לעשות זאת , ואיננו יכולים להסיק מן החוק כיצד נופלים גופים על פני הירח , או על פני כוכב לכת כלשהו . שאלה מרכזית נוספת שחוק הנפילה החופשית אינו עונה עליה היא : מהן הסיבות לכך שגופים נופלים ( על פני כדור הארץ ) נעים בתאוצה קבועה של 9 . 8 מ \ שנ ? ענף המכניקה העוסק בתיאור תנועות נקרא , כזכור , קינמטיקה . הענף העוסק בסיבות לתנועה מכונה דינמיקה . ביחידה הנוכחית נעסוק בסיבות לתנועה , כלומר בדינמיקה . תחילה נציג את שלושת החוקים של ניוטון , המהווים בסיס למכניקה הניוטונית . אחר כך נלמד כיצד הם מסייעים לנו להסביר את מכלול התנועות בעולמנו , ואף לנבא מראש את מסלולי תנועותיהם של גופים בנסיבות שונות . לאחר שנלמד חוק נוסף — חוק הכבידה העולמי — ניווכח כי המכניקה הניוטונית עונה על כל השאלות שהעלינו בקשר לנפילה החופשית . זה המקום לומר כמה מילים על הקשר בין הניסוי לתיאוריה בפיסיקה . ניסויים מדויקים וזהירים , כגון ניסוייו של גלילאו , הס הבסיס למדע הפיסיקה , ובלעדיהם לא תיתכן כל התקדמות . אולם בניסויים בלבד אין די , משום שרשימה של תוצאות ניסויים לעולם לא תוכל לספק לנו תשובות לכל השאלות שאנו עשויים לשאול . על יסוד התוצאות של הניסויים שואפים הפיסיקאים לבנות מערך הגיוני ועקבי של הנחות יסוד ומשפטים , הנובעים זה מזה בצורה מתמטית . מערך זה מכונה בשם תיאוריה פיסיקלית . המכניקה הניוטונית היא דוגמא ומופת לתיאוריה פיסיקלית , והיא שימשה דגם לפיתוח תיאוריות פיסיקליות נוספות . פרק : 1 חוקי ניוטון
|
|