Med over 9 års erfaring inden for galakseprojektorer, Nixie-ure og videnskabelige samleobjekter kender hun nichen ned til mindste detalje.
Hvad siger Newtons bevægelseslove?
Newtons bevægelseslove, også kaldet newtonsk mekanik eller klassisk mekanik, bruges ofte i forbindelse med mekanikopgaver. Med andre ord er de velkendte for gymnasieelever, især dem, der forbereder sig til optagelsesprøver efter studentereksamen eller til selve studentereksamen. Her er, hvad du skal vide om disse berømte Newtons love.
Hvad er Newtons love?
Newtons bevægelseslove er velkendte fysiske principper. De blev naturligvis formuleret af Sir Isaac Newton, en britisk matematiker og fysiker. De blev første gang fremsat i 1687 i hans værk med titlen Philosophiae Naturalis Principia Mathematica, og der er i alt tre af dem. Hvad handler de helt præcist om?
I virkeligheden er det generelle regler for bevægelse af forskellige objekter i universet. Newtons teorier fremstår således som en klarere forklaring på bevægelsens natur, som den blev beskrevet af Aristoteles. Det skal nævnes, at den store britiske fysiker anvendte enkle matematiske formler.
Newtons bevægelseslove er ikke blot teorier. De finder anvendelse i den virkelige verden. De har muliggjort udviklingen af mange former for know-how. Faktisk er de teknikker, der anvendes i rumfartøjsnavigation, for eksempel baseret på de berømte Newtons bevægelseslove. Det samme gælder for de bevægelser, som billardspillere udfører.
Newtons tre love
Som nævnt tidligere formulerede Newton tre helt forskellige love. Find ud af, hvilke det er.
Den første lov
Ifølge den oprindelige formulering af Newtons første lov, « Ethvert legeme forbliver i den tilstand af hvile eller ensartet bevægelse i en lige linje, hvori det befinder sig, medmindre en kraft virker på det og tvinger det til at ændre tilstand ».
I praksis betyder denne lov, at et legeme eller et objekt forbliver i ro, medmindre det påvirkes af en kraft. Tilsvarende har et objekt i bevægelse en tendens til at bevare den samme hastighed, så længe det ikke udsættes for en kraft såsom friktion eller tyngdekraften.
Hvis man altså kaster en bold ud i det tomme rum, vil den bevæge sig med samme hastighed, medmindre den udsættes for vindens kraft eller kraften fra et andet legeme, såsom et træ. Newtons teori er kendt under navnet inerti-loven eller inerti-princippet.
Den anden lov
Den kaldes dynamikkens grundlæggende princip og illustreres ved følgende matematiske formel: Σ F = ma. F repræsenterer kraften, m objektets masse og objektets acceleration.
Gennem denne formel forklarer Newton de ændringer, som en kraft kan forårsage i et objekts bevægelse. Mere præcist sagt: Når en kraft virker på et legeme, forårsager det en ændring i hastigheden, navnlig en acceleration.
Det skal bemærkes, at forskellige typer kræfter kan virke på et objekt. Dette gælder for friktionskræfter, tyngdekraften og elektromagnetiske kræfter. Når man tager højde for dette, kan denne formel bruges til at løse forskellige typer problemer. Derfor betragtes det grundlæggende princip i dynamikken som den vigtigste fysiske lov.
For at hjælpe dig med at forstå det bedre, lad os tage eksemplet med to runde genstande. Den ene er en lille gummibold, og den anden er en bowlingkugle. For at disse to objekter skal rulle med samme hastighed, skal man skubbe med en større kraft på bowlingkuglen, da den har en større masse. Denne kraft ved skubbet har altså forårsaget en acceleration af bowlingkuglens hastighed.
Hvis de to kugler ruller ned ad en bakke og rammer en mur, vil sammenstødet ikke være det samme. Bowlingkuglens sammenstød vil være kraftigere og mere ødelæggende, da den er tungere.
Den tredje lov eller princippet om aktion og reaktion
Ifølge Isaac Newton: »Handlingen er altid lig med reaktionen«, det vil sige, at to legemers indbyrdes påvirkninger altid er lige store og modsat rettede. For at illustrere dette kan man tage eksemplet med to objekter, der interagerer. De kaldes A og B. Hvis legeme A udøver en kraft på legeme B, gælder det omvendte også.
For bedre at forstå denne af Newtons love behøver man blot at observere rekylen fra et skydevåben. Når kuglen forlader løbet, bevæger våbnet sig i den modsatte retning. Det samme fysiske fænomen opstår, når man lægger en bog på et bord. Bordet udøver en kraft på bogen, og bogen udøver en kraft på bordet.
Newtons love i praksis
Hvornår skal man anvende Newtons første, anden eller tredje lov? Generelt gælder inerti-princippet, når et systems tyngdepunkt bevæger sig i en jævn retlinjet bevægelse, som f.eks. på Newtons pendul.
Den anden lov gælder derimod, når tyngdepunktets bane for et objekt ikke er en lige linje, eller når dets hastighed ikke er konstant. Den gør det muligt at bestemme udviklingen i et objekts bevægelse ud fra de kræfter, der virker på det, og dermed identificere dets retning. Endelig bruges den tredje lov til at bestemme egenskaberne ved et legemes kraftvektor.
