A fizikatanítás pedagógiája című felsőoktatási tankönyv(letölthető ...

Meg kell-e tartani a törvényt valamilyen módon? Itt valójában nincs egyetlen
törvény, hanem az impulzusváltozással (lendületváltozással) járó fizikai kölcsönhatások
mindegyikének külön-külön, erőtörvényekkel való leírása van. Elektromos erő,
gravitációs erő, súrlódási erő, közegellenállási erő, magerő van, de nincs általában erő,
illetve csak annyiban van, amennyiben az erőtörvények „másik oldalán” szereplő
vektormennyiségeket erőknek nevezzük, s mondhatjuk általánosan is azt, hogy egy
testet valamilyen erő gyorsít. Ezzel nem egy fizikai mennyiségre hivatkozunk, hanem
egy gyűjtőfogalomra, a speciális erők egy halmazára. Az persze egy érdekes kérdés,
hogy egy kellően általános leírásban megadhatjuk az összes általunk ismert erő összegét
az ma-t leíró egyenlet másik oldalán, s az így előálló vektormennyiséget már
tekinthetnénk fizikai mennyiségnek, s nevezhetnénk erőnek, de ennek az eljárásnak a
haszna nem lenne túl nagy.
Newton nagy tette nem az volt, hogy kimondta a második törvényt, mint különböző
fizikai mennyiségek közötti matematikai összefüggést, hiszen az erő ezek közül nem
definiálható a többiektől függetlenül. Newton nagy tette az volt, hogy sok-sok elődjére
támaszkodva „végső csapást mért” az arisztotelészi fizika hatásfogalmára, arra az
elképzelésre, hogy a mozgás fenntartásához valamilyen külső hatásra, erőre van
szükség. A mozgásállapot-változás legegyszerűbb esetében, amikor egy test egyenes
vonalú, egyenletesen gyorsuló mozgást végez egy inerciarendszerben, a hatás állandó,
mindig ugyanolyan „gyorsító környezetben” van a test, szemben azzal az elképzeléssel,
hogy az ilyen állandó környezet állandó sebességű mozgást hoz létre. Az F = ma nem
valamilyen nagy, átütő erejű felfedezés a természet belső titkaival kapcsolatban, hanem
egy modell a jelenségek adaptívabb magyarázatára, leírására. Adaptívabb, mert a
nyilvánvalóan állandó környezetben lévő, a Föld felszínéhez nagyon közel eső kővel
kapcsolatos adataink (tapasztalati világunk ezen elemei) szerint a kő nem egyenletesen,
hanem gyorsulva esik. Ha megtartanánk Arisztotelész elképzeléseit, akkor nem
tervezhetnénk autókat, repülőgépeket, meteorológiai műholdakat.
Newton I. törvénye, valamint az impulzus-megmaradás törvénye klasszikus
értelemben, „tisztán” törvények. Newton II. törvénye inkább kerettörvény, sok
kölcsönhatástípusra felírható sokféle törvénynek az összefoglalása. Fényes Imre a
Modern fizikai kisenciklopédiában (1971) leírja, hogy a mechanika alaptörvényei (a
Newton törvények) valójában az impulzustörvény különböző interpretációi.
Természetesen az inerciarendszerek definíciójával együtt. Ez is oka annak, hogy a
mechanika különböző interpretációiban oly fontos szerepet kaptak a megmaradási
törvények. Az impulzus (lendület) megmaradása egyedül azonban nem képes
megmagyarázni minden klasszikus mechanikai jelenséget. Ez látszik azon is (Fényes is
leírja ezt a magyarázatot), hogy már a tömegpontok ütközésének szabályait sem tudjuk
levezetni pusztán a lendület (impulzus) megmaradása segítségével, tömegpontokat
vizsgálva szükségünk van a mechanikai energia zárt, nem disszipatív rendszerben való
megmaradására is. Sőt - Fényes Imre gondolatát egy lépéssel továbbgörgetve -, két
tömegpont ütközése utáni állapotok leírása nem is lehetséges, még a két törvény
együttesével sem, mert csak az ütközés utáni impulzusok (lendületek) nagysága
határozható meg, irányuk határozatlan.
Ez egy egészen különleges szituáció egyébként. A világban tapasztalunk
ütközéseket, s ezeket megpróbáljuk modellezni. Tömegpontokat képzelünk el, s
265