تشابهات قوانین نیوتن دربارهٔ حرکت(۲)

از طرف ديگر، هرگاه بخواهد مهارتى را اجراء نمايد که نياز زيادى به چرخش نداشته باشد (مانند شيرجهٔ ساده از جلو) او نياز کمى به شتاب زاويه‌اى به هنگام جدا شدن از تخته دارد و لذا گشتاور نيروى او بايد بسيار جزيى و کم باشد. چون وزن بدن شيرجه‌رونده ثابت است و تنها عامل ديگر که مى‌تواند بر روى اندازهٔ گشتاور نيروى اثرگذار باشد مسافت X است لذا تنها راهى که براى هرگونه تغيير و کنترل اندازهٔ حرکت چرخشى او باقى مى‌ماند همان مسافت X مى‌باشد و اين همان چيزى است که شيرجه‌رونده دقيقاً به آن عمل مى‌کند. او با تغيير اندازهٔ تمايل بدن خود به جلو در لحظهٔ جدايى از روى تختهٔ شيرجه اندازهٔ مسافت X را کنترل نموده، و از اين طريق مى‌تواند مقدار گشتاور نيروى به‌کار گرفته شده را تنظيم نمايد.

قانون سوم:

تشبيه زاويه‌اى قانون سوم نيوتن را مى‌توان به‌شرح زير بيان کرد:

براى هر گشتاور نيرو که از جسمى به جسم ديگر وارد مى‌شود گشتاور نيروى برابر و مخالفى از طرف جسم دوم به جسم اول وارد مى‌گردد.

در ورزش مى‌توان مثال‌هاى بى‌شمارى براى نشان دادن نيروهاى زاويه‌اى هم‌ارز که در رابطه با اين تعريف مى‌باشند ارائه نمود، شايد عمومى‌ترين شکل آن وقتى است که ورزشکار توسط انقباض يک عضله و يا گروهى از عضلات گشتاور نيرو ايجاد کرده، و آن را بر روى يک قسمت از بدن به‌کار برده، موجبات چرخش آن قسمت را فراهم مى‌سازد. عکس‌العمل مخالف و برابر اين گشتاور نيرو باعث مى‌شود تا قسمت ديگرى از بدنش در جهت مخالف تمايل به چرخيدن پيدا کند و يا اينکه در آن جهت بچرخد.

موقعى که پرندهٔ پرش طول پاهاى خود را در هوا تاب داده و براى فرود آماده مى‌شود، گشتاور نيرويى برابر و در جهت مخالف حرکت تاب خوردن پاها در بقيهٔ قسمت‌هاى بدن او ايجاد مى‌شود. اثر خالص آن اين است که وقتى پرنده پاهاى خود را به جلو و بالا در جهت موافق با حرکت عقربهٔ ساعت تاب مى‌دهد بقيهٔ قسمت‌هاى بدن او به طرف جلو و يا پايين و در جهت مخالف حرکت عقربهٔ ساعت حرکت مى‌کند.

در اينجا بايد توجه داشت که چون شتاب‌هاى زاويه‌اى حاصل از کاربرد گشتاور نيروى برابر بر روى دو جسم مختلف به گشتاورهاى اينرسى آنان وابسته است، اثر آنها بر روى يک جسم ندرتاً برابر با اثر حاصل بر روى جسم دوم مى‌باشد. اين مطلب در رابطه با شوت جفت در بسکتبال بسيار روشن و بديهى است به‌طور مثال موقعى که بازيکن به‌وسيلهٔ باز کردن و کشيدن مفصل آرنج و خم کردن مفصل مچ دست خود، توپ را به طرف حلقه مى‌فرستد بقيهٔ قسمت‌هاى بدن او تحت تأثير گشتاور نيرويى مساوى از نظر مقدار و مخالف از نظر جهت که باعث اين حرکات يعنى شوت کردن توپ شده است قرار مى‌گيرد. چون گشتاور اينرسى بقيهٔ قسمت‌هاى بدن او به مراتب از ساعد و يا دست او زيادتر است، اثرات اين دو گشتاور نيروى مساوى کاملاً متفاوت هستند. در حالى که ساعد و دست به‌طور سريع و در دامنهٔ يک زاويهٔ نسبتاً بزرگ حرکت مى‌کند، بقيهٔ قسمت‌هاى بدن شوت‌کننده تنها يک تمايل جزيى براى چرخيدن در جهت مخالف به نمايش مى‌گذارند.

اثرات عمل و عکس‌العمل زاويه‌اى به‌ هيچ‌وجه محدود به حرکت جلو و عقب و در صفحهٔ فرضى سهمى نمى‌باشند اين‌گونه اثرات در صفحهٔ فرضى عرضى با پاسخ‌هاى غيرارادى و مشخص ژيمناستى که تعادلش بر روى چوب موازه مختل شده است ديده مى‌شود (شکل زير). به مجرد اين که ژيمناست احساس مى‌کند که تعادلش به‌هم خورده است، او دست‌هاى خود را (شايد پاى آزاد او نيز مى‌چرخد) در جهتى که مى‌خواهد بيفتد مى‌چرخاند اثر ناشى از اين حرکات باعث مى‌شود تا بقيهٔ قسمت‌هاى بدنش در جهت مخالف بچرخد و چنانچه اين مانور با موفقيت انجام شود تمايل او براى افتادن از روى چوب موازنهٔ دفع و خنثى مى‌گردد.

بازيکن تنيس در شکل D نيروى چرخشى براى توليد حرکت ضربه از سمت چپ (بک‌هند) و در جهت موافق حرکت عقربهٔ ساعت به توپ وارد مى‌کند. اين نيروى گشتاور همراه با نيروى چرخشى مشابه و در جهات مختلف‌ مى‌باشد که مايل است بقيهٔ قسمت‌هاى بدن او را در جهت مخالف حرکت عقربهٔ ساعت بچرخاند ليکن چون پاى بازيکن در تماس محکم با زمين مى‌باشد اين نيروى مخالف به زمين منتقل مى‌شود. در اين وضعيت گشتاور اينرسى بازيکن حول محور موردنظر کم و در نتيجه شتاب زاويه‌اى که او تجربه مى‌کند واضح است، بازيکن به‌آسانى مى‌تواند چگونگى واقع شدن تحت تأثير نيروى چرخشى توليد شده توسط عضلات خود را ملاحظه و درک نمايد. در مقابل مقايسه با آن، گشتاور اينرسى زمين خيلى زياد است و شتاب زاويه‌اى که توسط گشتاور نيروى مخالف توسط پاى بازيکن به زمين منتقل مى‌گردد کاملاً ناچيز و غيرمحسوس است بنابراين غالباً به بازيکن توصيه مى‌شود تا هر دو پاى خود را در تماس با زمين نگه دارد به‌طورى که عکس‌العمل ناشى از ضربات او به توپ بتواند از اين طريق جذب زمين گردد.