Physics | High school » Bartos-Elekes István - Newton magyarul, nem szabványosan (kiegészítéssel)

Newton magyarul, nem szabványosan Talán érdemes lenne elgondolkodni azon, hogy miként nyerhetett 2004-ben egy pályázaton az egyik magyarországi vidéki egyetem előadásokra szánt pdf-je, amely Newton második törvényét így mutatja be: Egy mai, axiomatikus építkezésben, ha nem is szó szerint írjuk le az eredeti törvényt, hiszen a mozgásmennyiséget már nem használjuk, de a lényeget nem szabad megváltoztatni. Azt egyáltalán nem írhatja, hogy a hatóerő a test tömegétől a sebességétől függ. Az erő az ok, a mozgásmennyiség (impulzus, esetleg lendület) változási sebessége az okozat, ezeket nem lehet felcserélni. F = m·a képletet sem szoktam leírni, mert az vezethet az ilyenszerű megfogalmazásokhoz. Amennyiben úgy gondolkodom, ahogyan a szerző gondolkodhatott, akkor az autóm felgyorsításához nagyobb erő kell, mint az unokám babakocsijának a sétáltatásához (gyorsításához), de a valóságban az azonos erő hatásaként az

impulzusváltozás sebessége ugyanannyi, csak a polgári világhoz szokott szemünkkel hisszük kisebbnek. Ha relativisztikus tehetetlenségváltozásra gondolt, az a képlet szerint így van, de teljesen más okból kifolyólag. Az erőnek a helytől, az időponttól való függését pedig végleg nem értem Mi a tömeg, mi a tehetetlenség, nem definiáltuk, ezért nem használhatjuk. Mai szemmel erről lényegében az első törvény rendelkezik, de helyette ezt kaptuk: A mai értelmezésben az eredeti három axióma két test kölcsönhatását tárgyalja, az elsőben, amikor a két test nincs kapcsolatban, bevezeti a tehetetlenséget, a másodikban, a már ismert tehetetlenség alapján, mint a változás okát, bevezeti az erőt. A továbbiakban a pdf hasonló hibás fogalmak gyűjteménye. Kár volt az egyszerű magyarázat és kréta helyett ilyen modern eszközök segítségével (bizonyára sok pénzért) ködösíteni a Fizika legalapvetőbb törvényeit. Amikor

rábukkantam a pdf-re, e-mail-ben felvettem volna a kapcsolatot a szerzővel, telefonon is kerestem, de egyikre sem reagált. Tisztelettel Bartos-Elekes István, Ady Endre Líceum, Nagyvárad, nyugalmazott fizika-, informatika- és elektronikatanár Egy kis ráadás és magyarázat A „Newton magyarul, nem szabványosan” című hozzászólásom egy levéltöredék, ugyanis a FizInfo fizikusfórumon egyik kollégának szüksége lett volna a Newton-törvények 1880 előtti, nyomtatásban megjelent latin megfogalmazására. Nekem van egy 1874-es kiadású, majd’ hatszáz oldalas Természettan tankönyvem, de az egész kötetben nem találkoztam Newton nevével Ezt egy személyes levélben azonnal megírtam a kollégának, és ezzel le is zártam az ügyet. Mivel a fizikusfórum nyitott a tagok számára, más kollégák is próbálkoztak, de nem jött össze a kívánt kritériumok szerinti latin szöveg, a vita más irányba indult el. Magam is elmondtam a fórumon a fentieket,

de régóta a begyemben volt egy magyarországi vidéki egyetem előadásait segítő pdf, amely finoman szólva, eltér a newtoni axiomatikus építkezéstől, ráadásul minden logikát nélkülöz. Mivel a szóban forgó bemutatót magyar szavakkal, de érthetetlenül írták le, ezt kifogásoltam a hozzászólásomban, ezért került a címbe a „Newton magyarul” a fórumon használt „Newton törvényei latinul” helyett. Az alábbiakban megpróbálom távirati stílusban bemutatni a Newton-törvényeket, amelyek szigorúan két testre (anyagi pontra) vonatkoznak és az akkori kísérleti tapasztalatokat összegzik. Az egyszerűség kedvéért kihagyom a vektoriális bővítéseket. A letisztult 1687-es változat alapján így tanítottam A tehetetlenség törvénye (I). Minden test megtartja nyugalmi állapotát, vagy egyenes vonalú egyenletes mozgását mindaddig, amíg nem kerül kölcsönhatásba a másik testtel Tapasztalat: A testek tehetetlenek, maguktól nem

mozdulnak meg, de meg se állnak, ha egyszer már elindultak A tömeg a tehetetlenség mértéke (ma már nem az anyagmennyiség). Nem „található a testhez”, ez az anyag alapvető tulajdonsága! Az erő törvénye (II). Ha az egyik test hat a másik testre, akkor a mozgásmennyiség (ma: impulzus, lendület) változási sebessége arányos (k) a kölcsönhatás mértékével. A kölcsönhatást F erőnek nevezzük Ezt a tapasztalatot csakis így írhatjuk fel: Δ(mv)/Δt = k·F, ahol a helyes mértékegység-választás esetén a k = 1, vagyis: Δ(mv)/Δt = F. A k=1 erősen kritizálható, de két elszigetelt test esetében azóta sem találtak más fizikai okot, amely megváltoztathatná a másik test mozgásmennyiségét, azaz impulzusát Igen fontos: az erő az ok, az impulzusváltozás sebessége pedig az okozat, ezt lehetetlen felcserélni! Az erő semmiképpen sem függ a tömegtől, a helytől, az időtől, sőt az időjárástól sem (ez csak fricska volt). A

matematikusok deriválnak, mi változási sebességről beszélünk, és érezzük is, amit takar. A matekes felsővesszőt el kell felejtenünk, mert mi csak differenciálhányadosként képzeljük el a deriválást, a vessző nem mondja meg, hogy mi szerint deriváltunk, itt nagyokat tévedhetünk. A Kinematikában a sebességet az út változási sebességének nevezzük, a matematikusok deriválják A gyorsulást pedig a sebesség változási sebességének nevezzük A franciák az 1 m/s2-et nagyon helyesen (1 m/s)/s-nak, azaz másodpercenkénti (1 m/s) sebességváltozásnak értik-ejtik Nálunk a sebesség könnyen érthető „m/s”mértékegysége után, a gyorsulás „m/s2” mértékegységét sokszor „egy métert tesz meg egy s2 alatt”-nak szokták értelmezni a diákok. Így lett a d2(s)/dt2-ből érthető fizikai tartalom. Eltűnt a kétszeri deriválás, megmaradt a fizika! Eddig szó sem esett a tömegről és a gyorsulásról. Newton nagyon helyesen

mozgásmennyiségről beszél, mert feltételezte a tömeg változását (a kiskocsiba becsorog az eső, vagy kicsorog a homok), Einstein pedig a tehetetlenséget az anyagnak az állapotváltozással szembeni ellenszegülésének fogja fel, és bevezeti a relativisztikus tömeget. Nagyon nagy sebességeknél az ellenszegülés mértéke, a tehetetlenség, a másik viszonyítási rendszerből nézve nő a sebességgel, de csak a másik szemében, a test tömege nem változik Ha a tehetetlenség állandó, akkor az m-et kiemelhetjük a differenciaképzésből, és a gyorsuláshoz jutunk, a képletünk így alakul: ma = F. Matematikában fordítva is le lehet írni, de a Fizikában ennek nincs értelme, az okozatból nem származhat ok, csak tudatlanság! Hatás-ellenhatás törvénye (III). Az előbbi kölcsönhatáskor a másik test ugyanolyan irányú, de ellentétes irányítású erővel hat vissza, ez az ellenhatás A diákoknak úgy szoktam volt mondani, hogy a másik test

visszahatott, mert megharagudott A hatás-ellenhatás elkerülhetetlen a természetben. Láttuk az axiomatikus építkezést: megfigyelünk, definiálunk, értelmezünk, de mindig betartjuk a logikai sorrendet. Ez a három axióma a makroszkopikus fizika alapja Ha a megfogalmazása után kétszáz évvel valami sántított benne, nem pontosan passzolt a kísérletekkel, akkor nem eldobtuk, hanem néhány évtized alatt a „tágabb” környezetnek megfelelően korrigáltuk. Majd megint korrigáljuk, ha kell! Bartos-Elekes István