Innhold
- Utvikling av klassisk fysikk
- Første lov: treghet
- Second Law: Force and Acceleration
- Tredje lov: handling og reaksjon
Å spille hockey, kjøre bil og til og med bare ta en spasertur er alle hverdagslige eksempler på Newtons bevegelseslover. Samlet i 1687 av den engelske matematikeren Isaac Newton, beskriver de tre hovedlovene krefter og bevegelse for gjenstander på jorden og i hele universet.
Utvikling av klassisk fysikk
Filosofer har studert gjenstandens bevegelse siden antikken. Etter å ha observert bevegelsen fra solen, stjerner og planeter, trodde den greske filosofen Aristoteles og senere Ptolemaios at jorden var i sentrum av universet. På 1500-tallet Europa utfordret den polske matematikeren Nicolas Copernicus denne teorien og plasserte solen midt i solsystemet med planeter som kretser rundt den. Det følgende århundret beskrev den tyske fysikeren Johannes Kepler de elliptiske banene til planetene, og den italienske matematikeren og astronomen Galileo Galilei utførte eksperimenter for å studere prosjektilers bevegelser. Isaac Newton syntetiserte dette arbeidet i en matematisk analyse og introduserte begrepet makt og hans tre bevegelseslover.
Første lov: treghet
Newtons første lov, også kalt treghetsloven, sier at en gjenstand forblir i ro eller fortsetter i ensartet bevegelse, med mindre den er tvunget til å endre ved handling fra en ekstern styrke. Objektets tendens til å forbli i ro eller opprettholde en konstant hastighet kalles treghet og dens motstand mot avvik fra treghet varierer med dens masse. Det krever fysisk anstrengelse - en kraft - for å overvinne treghet for en person å komme seg ut av sengen om morgenen. En sykkel eller bil vil fortsette å bevege seg, med mindre syklisten eller føreren bruker en friksjonskraft gjennom bremsene for å stoppe den. En sjåfør eller passasjer i en bil i bevegelse som ikke har bilbelte blir kastet frem når bilen plutselig stopper fordi han forblir i bevegelse. Et festet sikkerhetsbelte gir en begrensende kraft på passasjerens eller førerens bevegelse.
Second Law: Force and Acceleration
Newtons andre lov definerer forholdet mellom endringen i hastigheten til et bevegelig objekt - dets akselerasjon - og kraften som virker på den. Denne kraften tilsvarer objektets masse multiplisert med dens akselerasjon. Det krever en mindre ekstra kraft for å drive en liten yacht til sjøs enn å drive en supertanker fordi sistnevnte har en større masse enn den førstnevnte.
Tredje lov: handling og reaksjon
Newtons tredje lov sier at det ikke er isolerte krefter. For hver kraft som eksisterer, virker en av samme størrelse og motsatt retning mot den: handling og reaksjon. For eksempel utøver en ball som kastes på bakken en nedadgående kraft; som svar utøver bakken en kraft oppover på ballen, og den spretter. En person kan ikke gå på bakken uten bakkens friksjonskraft. Når han tar ett skritt frem, utøver han en bakoverkraft på bakken. Bakken svarer ved å utøve en friksjonskraft i motsatt retning slik at rullatoren kan bevege seg fremover mens han tar et ytterligere skritt med det andre beinet.