Ang paggalaw ay isang pangunahing paksa sa mekanika.
Mayroong iba't ibang mga batas na nagpapaliwanag ng paggalaw at ang mga sanhi ng mga pagbabago sa paggalaw. Ang pinakatanyag sa mga batas na ito ng mga mosyon ay iminungkahi ni Sir Issac Newton. Binuo niya ang tatlong batas ng paggalaw sa Mathematical Principles of Natural Philosophy (na inilathala noong 1687).
Bago natin simulan ang pagtalakay sa Mga Batas ng Paggalaw ni Newton, tingnan natin ang ilang mga pangunahing termino at konsepto na ginagamit upang ilarawan ang paggalaw.
Ang puwersa ay isang tulak o isang paghila na kumikilos sa isang bagay upang ilipat ito o baguhin ang paggalaw nito.
Ang bilis ay kilala rin bilang bilis. Ang bilis ng isang bagay ay naiimpluwensyahan ng mga puwersa.
Ang acceleration ay isang sukatan kung gaano kabilis ang pagbabago ng isang bagay sa isang tiyak na oras (isang segundo).
Ang masa ay ang dami ng isang bagay na naroroon at sinusukat sa gramo o kilo.
Ang momentum ay ang kabuuang dami ng paggalaw na naroroon sa isang katawan.
Unang Batas ng Paggalaw ni Newton
Ang isang katawan ay patuloy na nasa estado ng pahinga o sa pare-parehong paggalaw sa isang tuwid na linya maliban kung ang isang panlabas na puwersa ay inilapat dito. Itulak man natin ang mga pedal ng bisikleta upang makaakyat sa burol, itulak sa lupa upang maglakad patungo sa parke, o humila sa isang naka-stuck na drawer para mabuksan ito, ang puwersang ginagawa natin ay nagpapakilos sa mga bagay. Sinasabi sa atin ng unang batas ni Newton na kapag ang zero net force ay kumilos, ang bilis ng bagay ay dapat manatiling pare-pareho. Kung ang bagay ay nakatayo, ito ay patuloy na nakatayo. Kung ito ay gumagalaw sa simula, ito ay patuloy na gumagalaw sa isang tuwid na linya sa isang pare-pareho ang bilis.
Tinukoy ng unang batas ni Newton ang inertia at tama itong tinatawag na Law of Inertia . Upang alisin ang ketchup mula sa ilalim ng bote ng ketchup, madalas itong nakabaligtad at itinutulak pababa sa napakabilis na bilis at pagkatapos ay biglang huminto.
Ang ilang mga aplikasyon ng unang batas ng paggalaw ni Newton ay nasa ibaba:
- Upang mahuli ang isang umaandar na bus nang ligtas, dapat tayong tumakbo pasulong sa direksyon ng galaw ng bus.
- Sa tuwing kinakailangan na tumalon mula sa isang umaandar na bus, dapat tayong palaging tumakbo sa isang maikling distansya pagkatapos tumalon sa kalsada upang maiwasan tayo na mahulog sa pasulong na direksyon.
- Umaagos ang dugo mula sa iyong ulo hanggang paa habang mabilis na humihinto kapag nakasakay sa pababang elevator.
- Ang ulo ng martilyo ay maaaring higpitan sa kahoy na hawakan sa pamamagitan ng paghampas sa ilalim ng hawakan sa matigas na ibabaw.
- Inilalagay ang mga headrest sa mga sasakyan upang maiwasan ang mga pinsala sa whiplash sa panahon ng mga banggaan sa likuran.
- Habang nakasakay sa skateboard (o bagon o bisikleta), lumipad ka pasulong mula sa board kapag natamaan ang isang gilid ng bangketa o bato o ibang bagay na biglang huminto sa paggalaw ng skateboard.
Ikalawang Batas ng Paggalaw ni Newton
Ayon sa ikalawang batas ng paggalaw ni Newton, ang bilis ng pagbabago ng momentum ay direktang proporsyonal sa inilapat na puwersa at ang pagbabagong ito ay palaging nagaganap sa direksyon ng inilapat na puwersa. Ang netong puwersa na kumikilos sa isang bagay ay katumbas ng produkto ng masa ng bagay at ang acceleration nito.
Net force = masa * acceleration o F = ma
Kung mas maraming masa ang bagay, mas maraming puwersa ang dapat gamitin upang ilipat ito.
Ang ilang mga aplikasyon ng ikalawang batas ng paggalaw ni Newton ay nasa ibaba:
- Kung gagamitin mo ang parehong puwersa upang itulak ang isang trak at itulak ang isang kotse, ang kotse ay magkakaroon ng mas maraming acceleration kaysa sa trak, dahil ang trak ay may mas kaunting masa.
- Mas madaling itulak ang isang walang laman na shopping cart kaysa sa isang puno dahil ang buong shopping cart ay may mas maraming masa kaysa sa walang laman. Nangangahulugan ito na higit na puwersa ang kinakailangan upang itulak ang buong shopping cart.
- Ibinababa ng isang manlalaro ng kuliglig ang kanyang mga kamay habang sinasalo ang bola. Kung ang isang manlalaro ay hindi ibababa ang kanyang mga kamay habang sinasalo ang bola, ang oras upang ihinto ang bola ay napakaliit. Kaya, ang isang malaking puwersa ay kailangang ilapat upang bawasan ang bilis ng bola sa zero o upang baguhin ang momentum ng bola. Kapag ibinaba ng isang manlalaro ang kanyang mga kamay, ang oras na kinuha upang ihinto ang bola ay tataas at samakatuwid, mas kaunting puwersa ang kailangang ilapat upang maging sanhi ng parehong pagbabago sa momentum ng bola. Samakatuwid, ang mga kamay ng manlalaro ay hindi nasaktan.
- Binasag ng isang karate player ang mga tambak ng tile o brick sa isang suntok. Kapag hinampas ng isang karate player ang mga tambak ng tile gamit ang kanyang mga kamay, ginagawa niya ito nang mabilis hangga't maaari, Sa madaling salita, napakaliit ng oras na ginugugol upang hampasin ang mga tambak ng tile. Habang ang momentum ng kamay ng isang karate player ay bumababa sa zero kapag ang kanyang mga kamay ay tumama sa mga tambak ng tile sa isang napakaliit na pagitan ng oras, samakatuwid, isang napakalaking puwersa ang ibinibigay sa tumpok ng mga tile. Ang puwersa na ito ay sapat na upang basagin ang tumpok ng mga tile.
Ikatlong Batas ng Paggalaw ni Newton
Ang ikatlong batas ng paggalaw ay nagsasaad na para sa bawat aksyon ay may pantay at kabaligtaran na reaksyon na kumikilos nang may parehong momentum at kabaligtaran na bilis. Ang pahayag ay nangangahulugan na sa bawat pakikipag-ugnayan, mayroong isang pares ng mga puwersa na kumikilos sa dalawang bagay na nakikipag-ugnayan. Ang laki ng mga puwersa sa unang bagay ay katumbas ng laki ng puwersa sa pangalawang bagay. Ang direksyon ng puwersa sa unang bagay ay kabaligtaran sa direksyon ng puwersa sa pangalawang bagay. Palaging magkapares ang mga puwersa - magkapareho at magkasalungat na pares ng puwersa ng pagkilos-reaksyon.
Ang ilang mga aplikasyon ng ikatlong batas ng paggalaw ni Newton ay nasa ibaba:
- Kapag lumabas ang hangin mula sa isang lobo, ang kabaligtaran ng reaksyon ay ang paglipad ng lobo.
- Kapag sumisid ka sa isang diving board, itulak mo pababa ang pambuwelo. Ang board ay bumubulusok pabalik at pinipilit ka sa hangin.
- Isipin kung paano lumangoy ang isda sa tubig. Ginagamit ng isda ang mga palikpik nito upang itulak ang tubig pabalik. Tinutulak din ng tubig ang isda pasulong kaya tinutulak ang isda sa tubig. Ang laki ng puwersa sa tubig ay katumbas ng laki ng puwersa sa isda; ang direksyon ng puwersa sa tubig (paatras) ay kabaligtaran ng direksyon ng puwersa sa isda (pasulong). Para sa bawat aksyon, mayroong pantay (sa laki) at kabaligtaran (sa direksyon) na puwersa ng reaksyon. Ginagawang posible ng mga pares ng puwersang aksyon-reaksyon na lumangoy ang mga isda.
- Isaalang-alang ang lumilipad na galaw ng mga ibon. Ang isang ibon ay lumilipad gamit ang kanyang mga pakpak. Ang mga pakpak ng ibon ay nagtutulak ng hangin pababa. Dahil ang mga puwersa ay nagreresulta mula sa kapwa pakikipag-ugnayan, ang hangin ay dapat ding itinutulak ang ibon pataas. Ang laki ng puwersa sa hangin ay katumbas ng laki ng puwersa sa ibon; ang direksyon ng puwersa sa himpapawid (pababa) ay kabaligtaran ng direksyon ng puwersa sa ibon (pataas). Ginagawa nitong posible ang mga pares ng puwersa ng pagkilos-reaksyon na lumipad ang mga ibon.
