Isaac Newton gav den bedste beskrivelse af forbindelserne mellem kraft og bevægelse i sine tre berømte love, og det at lære om dem er en vigtig del af at lære fysik. De fortæller dig, hvad der sker, når en kraft påføres en masse, og definerer også nøglekonceptet med kraft. Hvis du vil forstå forholdet mellem kraft og bevægelse, er de to første af Newtons love de vigtigste at overveje, og de er lette at få fat i. De forklarer, at enhver ændring fra at bevæge sig til ikke at bevæge sig eller omvendt kræver en ubalanceret kraft, og at bevægelsesmængden er proportional med kraftens størrelse og omvendt proportional med genstandens masse.
TL; DR (for lang; Har ikke læst)
Hvis der ikke er nogen kraft, eller hvis de eneste kræfter er perfekt afbalanceret, vil et objekt enten forblive stille eller bevæge sig nøjagtigt med samme hastighed. Kun ubalancerede kræfter forårsager ændringer i et objekts hastighed, herunder ændring af dets hastighed fra nul (dvs. stationær) til mere end nul (bevægelse).
Newtons første lov: Ubalanceret styrke og bevægelse
Newtons første lov siger, at et objekt enten vil forblive i ro (ikke i bevægelse) eller i bevægelse ved nøjagtig samme hastighed og i nøjagtig samme retning, medmindre den bliver handlet af en "ubalanceret" kraft. I enklere vendinger står det, at noget kun bevæger sig, hvis noget andet skubber det, og at ting kun stopper, ændrer retning eller begynder at bevæge sig hurtigere, hvis noget skubber det.
At forstå betydningen af "ubalanceret kraft" tydeliggør denne lov. Hvis to kræfter virker på en genstand, den ene skubber den til venstre og den anden skubber den til højre, vil den kun bevæge sig, hvis den ene af kræfterne er større end den anden. Hvis de har nøjagtig samme styrke, forbliver objektet bare, hvor det er.
En måde at forestille sig dette på er at tænke over et sæt skalaer med vægte på begge sider af det. Vægtene trækkes ned af tyngdekraften, og det eneste der påvirker, hvor meget tyngdekraften trækker dem, er hvor meget masse der er. Hvis du har den samme masse på begge sider, forbliver skalaen stille. Skalaen bevæger sig kun, hvis du bogstaveligt talt gør den ubalanceret med hensyn til masse. Forskellen i masser betyder, at kræfterne, der virker på begge sider af skalaen, er ubalancerede, og så bevæges skalaen.
At forestille sig konstant bevægelse med samme hastighed er sværere, fordi du ikke støder på dette i det daglige liv. Tænk over, hvad der ville ske, hvis du havde en legetøjsbil, der sad på en perfekt glat (friktionsfri) overflade, og der ikke var luft i rummet. Bilen ville forblive stille, medmindre den blev skubbet som beskrevet ovenfor. Men hvad sker der efter push? Der er ingen friktion med overfladen for at bremse den og ingen luft til at bremse den ned. Overfladen afbalancerer tyngdekraften (ved noget, der kaldes "normal reaktion", relateret til Newtons tredje lov), og der er ingen kræfter, der virker på den fra venstre eller højre. I denne situation ville bilen fortsætte med den samme hastighed langs overfladen. Hvis overfladen var uendelig lang, ville bilen bevæge sig i den hastighed for evigt.
Newtons anden lov: Hvad er kraft?
Newtons anden lov definerer begrebet magt. Den siger, at den kraft, der påføres et objekt, er lig med dets masse ganget med den acceleration, kraften forårsager. I symboler er dette:
F = ma
Kraftenheden er Newton - for at anerkende den person, der definerede det - hvilket er en stenografisk måde at sige kilogram-meter pr. Sekund i kvadrat (kg m / s2). Hvis du har en masse på 1 kg, og du vil fremskynde den med 1 m / s hvert sekund, skal du anvende en kraft på 1 N.
At skrive Newtons lov på følgende måde hjælper med at tydeliggøre sammenhængen mellem kraft og bevægelse:
Acceleration til venstre fortæller os, hvor meget noget bevæger sig. Højre side viser, at en større kraft fører til mere bevægelse, hvis genstandens masse er den samme. Hvis der anvendes en bestemt kraft, viser denne ligning også, at accelerationsmængden afhænger af den masse, du prøver at bevæge dig. En større, tungere genstand bevæger sig mindre end en mindre, lettere genstand, der udsættes for samme størrelse skub. Hvis du sparker en fodbold, vil den bevæge sig meget mere, end hvis du sparker en bowlingkugle med samme styrke.