Massa

Sumopainijat ovat, vastoin yleisiä kauneusihanteita, isokokoisia tarkoituksella. Mitä enemmän sumopainijalla on massaa, niin sitä vaikeampi häntä on kaataa tai työntää ulos kehästä. Sama ilmiö on havaittavissa autoillessa: isoa autoa, esimerkiksi kuorma-autoa, on vaikeampi saada kiihtymään kuin kevyempää henkilöautoa. Toisaalta liikkeessä oleva kuorma-auto on myös hankalampi pysäyttää kuin henkilöauto.
Sumopainija on vaikea työntää liikkeelle, sillä hänen suuri massansa vastustaa liikkeellelähtöä.

Sumopainijan ja kuorma-auton ominaisuus vastustaa liikkeen muutosta johtuvat niiden massasta.

Massa tarkoittaa fysiikassa kappaleen pyrkimystä vastustaa liikkeen muutosta. Mitä isompi massa kappaleella on, sitä vaikeampi on muuttaa sen hetkittäistä liiketilaa. Massan tunnus on [[$m$]] ja yksikkö on kilogramma ([[$kg$]]).

Newtonin lait

Isaac Newton (1643-1727) oli englantilainen tiedemies, jonka mukaan on nimetty kolme liikettä ja voimaa koskevaa lakia.

Newtonin I laki eli jatkavuuden laki

Kappale jatkaa tasaista suoraviivaista liikettä vakionopeudella tai pysyy levossa, jos siihen ei vaikuta ulkoisia voimia.

Newtonin I lain vaikutukset huomaa hyvin esimerkiksi bussissa ollessa. Kehosi tuntuu reagoivan bussin liikkeen muutoksiin, vaikka oikeasti kehosi haluaisi vain jatkaa nykyistä liikettään.

a) Kun bussi ajaa suoraan tasaista nopeutta tai on paikoillaan et huomaa mitään, sillä sekä sinä että bussi kuljette samaan suuntaan samaa vauhtia.

b) Kun bussi kiihdyttää vauhtiaan, niin nojaudut kohti bussin takaosaa, sillä kehosi haluaisi jatkaa aiempaa ja pienempää vauhtia.

c) Kun bussi jarruttaa, niin nojaudut kohti bussin etuosaa, sillä kehosi haluaisi jatkaa aiempaa ja suurempaa nopeutta.

d) Kun bussi kääntyy oikealle, niin sinä nojaudut vasemmalle, sillä kehosi ei haluaisi kääntyä oikealle vaan jatkaa suoraan.
Bussissa ollessa tuntuu siltä, että kehosi reagoi päinvastaisesti bussin liikkeen muutoksiin, sillä Newtonin I lain mukaan kehosi haluaisi jatkaa suoraviivaista liikettään.

Newtonin II laki eli dynamiikan peruslaki

Kappaleeseen vaikuttava voima aiheuttaa kappaleen liikkeen muutoksen.

Kappaleen liikkeen suunta ja nopeus muuttuvat vain silloin, kun kappaleeseen vaikuttaa jokin voima. Liikkeen suunta ja nopeus muuttuvat siiihen suuntaan, johon voima osoittaa. Esimerkiksi putoavan kappaleen liike kiihtyy kohti Maan keskipistettä, sillä Maan painovoima aiheuttaa kappaleen liikkeen nopeuden muutoksen.

Usein kappaleeseen vaikuttaa useita voimia, jolloin tulee ottaa huomioon eri voimien kokonaisvoima. Kokonaisvoima määrää kappaleen liikkeen muutoksen.

Yllä olevan kuvan tilanteessa a) kappaleeseen vaikuttaa kaksi yhtä suurta ja vastakkaissuuntaista voimaa, joten kappaleeseen vaikuttava kokonaisvoima on nolla ja kappaleen liike ei muutu. Tilanteessa b) kokonaisvoima [[$F_{kok.}$]] saadaan voimien [[$F_1$]] ja [[$F_2$]] erotuksesta. Koska kokonaisvoima osoittaa oikealla, niin kappale kiihtyy oikealle.

Newtonin III laki eli voiman ja vastavoiman laki

Jos kappale A vaikuttaa kappaleeseen B jollakin voimalla, niin kappale B vaikuttaa kappaleeseen A yhtä suurella, mutta vastakkaissuuntaisella voimalla.

Oppilastyössä havaitsit, että kahta tosiiinsa kiinnitettyä jousivaakaa vedettäessä molemmat vaa'at näyttävät samaa lukemaa. Tämä johtuu siitä, että vaa'at kohdistavat toisiinsa yhtä suuret, mutta vastakkaissuuntaiset voimat. Aina kahden kappaleen ollessa vuorovaikutuksessa jokaista voimaa kohti on olemassa sen vastavoima.

Maan painovoima vetää henkilöä puoleensa, mutta myös henkilö vetää Maata yhtä suurella voimalla puoleensa. Koska Maan massa on huomattavasti suurempi kuin ihmisen, niin ainoastaan henkilön liikkeen muutos on havaittavissa.