3 חוקי ניוטון, והסבר על מערכות
א. אם סכום הכוחות הפועלים על גוף שווה ל- 0 הגוף ישמור על מהירותו (כלומר ינוע במהירות קבוע, בלי תאוצה)- מצב זה נקרא מצב שיווי משקל. ב. F=ma זוהי הגדרה של הכוח כמכפלה של המסה (שהיא מדד לכמות החלקיקים היסודיים, או לכמות האטומים במילים אחרות, ככל שהמסה יותר גדולה, הגוף מתנגד יותר לתנועה, את זה גילה ניוטון) בתאוצה (שינוי המהירות ביחידת זמן= קצב שינוי המהירות). נהוג לנסח את החוק גם כך: F=d(mv)/dt כאשר (d(mv הוא שינוי בתנע (התנע הוא מה שניוטון הגדיר כמדד ל"כמות התנועה" והוא שווה למסה, כפול המהירות) ו- dt הוא הזמן שעובר (יחידת זמן).כלומר הכוח הוא השינוי בתנע ליחידת זמן. ניתן לראות כי כוח הוא בעצם גוף ש"מוסר תנע" או מוסר כמות תנועה לגוף השני. ג. כאשר גוף אחד מפעיל כוח על הגוף השני, הגוף השני מפעיל כוח שווה בכיוון ההפוך (אסור לשכוח שכוחות הם וווקטורים, כלומר יש להם גם גודל וגם כיוון). החוק הזה בעצם אומר שכאשר גוף אחד מוסר תנע לגוף השני, הגוף השני מוסר "תנע שלילי" (כלומר בכיוון ההפוך) לגוף הראשון, או במילים אחרות, הגוף השני לוקח את התנע של הגוף הראשון. החוק הזה הוא בעצם חוק שימור התנע. שים לב כי החוק הראשון נראה כאילו הוא מקרה פרטי של החוק השני, אבל בעצם החוק הראשון הוא אקסיומה המניחה כי קיימת מערכת בטבע שעליה לא פועלים כוחות, והיא נעה במהירות קבועה, ואז חוקי ניוטון פועלים עליה. למערכת כזו קוראים "מערכת אינרציאלית" בניגוד למערכת שמואצת שלה קוראים "מערכת לא אינרציאלית". עכשיו, כדי שתבין למה אני מתכוון שאני אומר מערכת, אני אסביר: כשאתה מודד גדלים, כמו גובה, מקום, שינוי במקום, מהירות וכו' אתה מודד את הגדלים על פי מערכת צירים מסויימת, אבל שים לב שמהירות היא שינוי במקום, כך שלא משנה איזה מערכת צירים (שלא נעה בעצמה) תיקח, מהירות של גוף תהיה זהה, (כי זה הפרש המקומות, ומתבטל כל התלות במערכת), אך אם המערכת שבה אתה מודד נעה בעצמה, אז המהירות משתנה (אם תסתכל מתוך המערכת, או מחוצה לה, המהירות תראה לך שונה)- וזה קורה כי מהירות היא דבר יחסי. אני אתן לך דוגמא: אתה נמצא במטוס. אתה לא זז. אבל המטוס כן. מבחינתך המהירות שלך היא 0, אבל מבחינת מי שמודד ממערכת כדוה"א המהירות שלך היא המהירות של המטוס, שהיא המהירות של המערכת שלך. ההבדל נובע מכך שאתה מודד במערכת שנעה = המטוס, ואילו אדם אחר מודד ממערכת שיחסית אליו לא נעה. (אבל יחסית לשמש למשל היא כן נעה). בעקבות כך, ישנה טרנספורמציה שקוראים לה "טרנספורמצית גלילי", שאותה אני אסביר לך אם הבנת את מה שכתבתי לך עד עכשיו. אם המערכת לפיה אתה מודד היא מערכת מואצת, אז חוקי ניוטון לא עובדים בה, וגם את זה אני יכול להסביר לך. (שים לב שבפתרון החידה לא השתמשתי בחוק השני של ניוטון בצורה השנייה, עם התנע, אלא בצורה הראשונה, כמו שרגילים בתיכון) אבל הכי חשוב, הבנת את חוקי ניוטון?
