Wanneer je tennis of een andere sport bekijkt, kijk je naar een demonstratie van fysica, alleen met meer gejuich dan het typische fysica-experiment. Centraal in de actie staan de drie bewegingswetten die in 1687 zijn beschreven door Sir Isaac Newton, de Grand Slam-kampioen van pre-industriële wetenschap. In veel opzichten is een tenniswedstrijd een test van welke speler de wetten van Newton met het grootste effect manipuleert.
De wetten

Newton's eerste bewegingswet wordt gewoonlijk de wet van traagheid genoemd: een object in een staat van uniforme beweging zal in die beweging blijven tenzij het een externe kracht tegenkomt, en een rustend object zal in rust blijven tenzij er op wordt ingewerkt door een externe kracht. De tweede wet van Newton definieert de relatie tussen de massa van een object, de daarop uitgeoefende kracht en de versnelling die het gevolg is: kracht is massa maal versnelling, of F \u003d ma. De derde bewegingswet van Newton is misschien de wet die de meeste mensen het meest kennen, al was het maar omdat ze die zo vaak zien aangehaald: voor elke actie is er een gelijke en tegengestelde reactie.
De eerste wet

Bij tennis is het pad van de bal het meest voor de hand liggende voorbeeld van de eerste wet van Newton. Wanneer je de bal met je racket slaat, gaat hij in een bepaalde richting. Als je het spel zou spelen in het vacuüm van de intergalactische ruimte, lichtjaren verwijderd van een lichaam dat zwaartekracht produceert, zou de bal min of meer oneindig in die richting blijven, omdat er geen externe krachten op zouden werken. Op aarde zijn echter twee belangrijke krachten aan het werk: luchtweerstand vertraagt de snelheid van de bal en zwaartekracht trekt de bal naar de grond.
De tweede wet

Toen je die tennisbal met je racket sloeg - in de ruimte of op aarde - je hebt er een kracht op uitgeoefend. Hoeveel kracht? Dat is waar de tweede wet van Newton van toepassing is: Force staat voor massa maal versnelling. In deze vergelijking wordt massa gemeten in kilogram en versnelling in een eenheid die "meters per seconde per seconde" wordt genoemd. Versnelling is niet hetzelfde als snelheid; het is eerder de snelheid waarmee iets versnelt. Als een object met 1 m per seconde beweegt, of "m /s", en het versnelt zodat het een seconde later beweegt met 2 m /s, dan versnelde het 1 m /s in die ene seconde - 1 m per seconde per seconde.

Nu terug naar die tennisbal die je raakt: een tennisbal heeft een massa van ongeveer 56 g, of 0,056 kg. En laten we zeggen dat je voldoende zing op de bal zet die een tiende van een seconde nadat je hem hebt geraakt, deze 100 mph of 44,7 m per seconde bereikt. Dat is een versnellingssnelheid van 447 m per seconde per seconde, of m /s /s. Vermenigvuldig 0,056 kg maal 447 m /s /s en je krijgt 25.032. Maar 25.032 van wat? Kracht wordt gemeten in eenheden die, passend genoeg, Newton worden genoemd. Je slaat de bal met 25.032 Newton kracht. Leuke serve.
De derde wet

Je dient de bal, je tegenstander retourneert de serve en je gaat haar volley teruggeven. Je plant je voet op de grond en duwt je weg. Je duwt in één richting - onder een hoek in de grond - en je lichaam gaat in de tegenovergestelde richting, onder een hoek van de grond. De kracht waarmee je de grond in bent geduwd, is de kracht waarmee je vooruit wordt gedreven. Dat is actie en reactie. Je bent de derde bewegingswet van Newton, in beweging.