• Hva er Newtons lover?
• Newtons første lov eller treghetslov
• Andre lov eller fundamental lov om dynamikk
• Tredje lov eller prinsipp for handling og reaksjon
• Isaac Newtons biografi

Vi forklarer hva Newtons lover er, hvordan de forklarer treghet, dynamikk og handling-reaksjonsprinsippet.

Newtons lover lar oss forstå bevegelse.

Hva er Newtons lover?

Newtons lover eller Newtons bevegelseslover er de tre grunnleggende prinsippene som klassisk mekanikk er basert på, en av grenene til fysisk. De ble postulert av Sir Isaac Newton i hans arbeid Philosohiae naturalis principia mathematica ("Matematiske prinsipper for naturfilosofi") fra 1687.

Dette settet med fysiske lover revolusjonerte de grunnleggende konseptene angående bevegelse av kroppene menneskeheten hadde. Sammen med bidragene til Galileo Galilei utgjør det grunnlaget fordynamisk. Når det kombineres medUniversell gravitasjonslov av Albert Einstein, lar oss utlede og forklare Keplers lover om planetarisk bevegelse.

Newtons lover er imidlertid bare gyldige innenfor treghetsreferanserammer, det vil si de som ikke er akselerert og der bare reelle krefter griper inn. Videre er disse lovene gyldige for objekter som beveger seg med en hastighet som er mye lavere enn lysets hastighet (300 000 km/s).

Newtons lover starter fra betraktningen av bevegelse som forskyvning fra ett objekt fra et sted til et annet, med tanke på stedet der det oppstår, som også kan bevege seg med konstant hastighet i forhold til et annet sted.

Newtons første lov eller treghetslov

De Newtons første lov motsier et prinsipp formulert i antikken av den greske vismannen Aristoteles, for hvem en kropp bare kunne beholde sin bevegelse hvis en makt vedvarende. Newton uttaler i stedet at:

"Hver kropp holder ut i sin tilstand av hvile eller i ensartet rettlinjet bevegelse med mindre den blir tvunget til å endre sin tilstand av krefter som er inntrykk på den."

Derfor kan ikke et objekt som beveger seg eller som er i ro, endre den tilstanden, med mindre en eller annen form for kraft påføres det.

I følge dette prinsippet involverer bevegelse størrelser som er vektor (tildelt med retning og sans). Akselerasjon kan beregnes fra start- og slutthastighet. I tillegg foreslår han at kropper i bevegelse alltid har en tendens til å forskyves i en rett og jevn bane.

Et perfekt eksempel på loven omtreghet han utgjøres av en vektkaster i OL. Idrettsutøveren får fart ved å bevege seg i sirkler, rotere vekten bundet med et tau på sin egen akse (sirkulær bevegelse), til den nårakselerasjon nødvendig å frigjøre den og se den fly i en rett linje (ensartet rettlinjet bevegelse).

Denne rettlinjede bevegelsen fortsetter tilgravitasjon dens bane er buet. Samtidig avtar objektets friksjon med luft (negativ akselerasjon) til den faller.

Andre lov eller fundamental lov om dynamikk

Newtons andre lov relaterer kraft, masse og akselerasjon.

I denne loven definerer Newton begrepet kraft (representert av F), som sier at:

"Endringen av en bevegelse er direkte proporsjonal med kraften som er trykt på den og finner sted i henhold til den rette linjen som kraften er trykt langs."

Dette betyr at akselerasjonen til et objekt i bevegelse alltid reagerer på mengden kraft som påføres det i et gitt øyeblikk, for å endre banen eller hastigheten.

Fra disse betraktningene oppstår den grunnleggende ligningen av dynamisk for gjenstander med konstant masse:

Resulterende kraft (Fresultant) = masse (m) x akselerasjon (a)

En netto kraft virker på en kropp av masse konstant og gir deg en viss akselerasjon. I tilfeller hvor massen ikke er konstant, vil formelen fokusere mer på momentum (p), i henhold til følgende formel:

Mengde av bevegelse (p) = masse (m) x hastighet (v). Derav: Fneta = d (m.v) / dt.

Dermed kan kraft relateres til akselerasjon og masse, uavhengig av om sistnevnte er variabel eller ikke.

For å eksemplifisere denne andre loven, er tilfellet med fritt fall ideelt: hvis vi slipper en tennisball fra en bygning, vil akselerasjonen den opplever øke ettersom vær går, siden tyngdekraften. Dermed vil starthastigheten være null, men en konstant kraft vil påføres den i en rett linje, nedover.

Tredje lov eller prinsipp for handling og reaksjon

I følge Newtons tredje lov,

"Hver handling tilsvarer en lik reaksjon, men i motsatt retning: som betyr at de gjensidige handlingene til to kropper alltid er like og rettet i motsatt retning."

På denne måten, når en kraft utøves på en gjenstand, utøver den en lignende kraft på adresse motsatt og av lik intensitet, så hvis to objekter (1 og 2) samhandler, vil kraften som utøves av den ene på den andre være lik den som utøves av den andre på den første, men med motsatt fortegn.

Det vil si: F1-2 = F2-1. Den første kraften vil bli kjent som "handling" og den andre kraften som "reaksjon".

For å demonstrere denne tredje loven, er det nok å observere hva som skjer når to personer med lignende vekt løper i motsatte retninger og kolliderer: begge vil motta kraften til den andre og vil bli kastet i motsatt retning. Det samme skjer når en ball spretter fra veggen og blir kastet inn adresse tvert imot, med en kraft som ligner den vi projiserer når vi kaster den.

Isaac Newtons biografi

Blant andre bidrag oppdaget Isaac Newton fargespekteret til lys.

Isaac Newton (1642-1727) ble født i Lincolnshire, England. Sønnen til puritanske bønder, fødselen hans var traumatisk og han kom til verden så mager og ynkelig at de antok at han ikke ville leve lenge.

Imidlertid vokste han opp til å bli et eksentrisk barn, med tidlige talenter for matte og filosofi naturlig. I en alder av atten gikk han inn på University of Cambridge for å fortsette studiene. Det sies at han kom inn i klasserommet veldig lite, siden hovedinteressen hans var i bibliotek og selvlært opplæring.

Dette hindret ikke hans akademiske utvikling. Han ble en fysiker, teolog, filosof og matematiker av betydning, anerkjent av Royal Society. Han er kreditert med oppfinnelsen av matematisk kalkulus, samt ulike studier om optikk og lys.

I tillegg bidro han enormt til utviklingen av matematikk og fysikk: han oppdaget spekteret av farge av lys, formulert en lov om termisk ledning, en annen om opprinnelsen til stjerner, om hastigheten på lyd på luft og mekanikken til væsker, og et stort etcetera. Hans store arbeid var Philosophiae naturalis principia mathematica.

Newton døde i 1727, etter å ha vært en respektert og æret vitenskapsmann, og mottok en herrelig utnevnelse ("sir") fra dronning Anne av England. Han led av nyrekolikk og andre nyreplager som etter mange timers delirium til slutt førte ham til graven 31. mars.