Wat is het verschil tussen de eerste bewegingswet van Newton en de tweede bewegingswet van Newton?

De bewegingswetten van Isaac Newton zijn de ruggengraat van de klassieke natuurkunde geworden. Deze wetten, voor het eerst gepubliceerd door Newton in 1687, beschrijven nog steeds nauwkeurig de wereld zoals we die nu kennen. Zijn eerste bewegingswet stelt dat een bewegend object de neiging heeft in beweging te blijven tenzij een andere kracht erop inwerkt. Deze wet wordt soms verward met de principes in zijn tweede bewegingswet, die de relatie tussen kracht, massa en versnelling aangeeft. In deze twee wetten bespreekt Newton echter afzonderlijke principes die, hoewel ze vaak met elkaar verweven zijn, toch twee verschillende aspecten van de mechanica beschrijven.

De eerste wet van Newton gaat over uitgebalanceerde krachten, of krachten die in evenwicht zijn. Wanneer twee krachten in evenwicht zijn, heffen ze elkaar op en hebben ze geen netto-effect op het object. Als jij en je vriend bijvoorbeeld allebei aan tegenovergestelde uiteinden van een touw trekken met een gelijke hoeveelheid kracht, zal het midden van het touw niet bewegen. Jouw gelijke, maar tegengestelde krachten heffen elkaar op. De tweede wet van Newton beschrijft echter objecten die worden beïnvloed door ongebalanceerde krachten, of krachten die niet opheffen. Wanneer dit gebeurt, is er een netto beweging in de richting van de sterkere kracht.

Volgens de eerste wet van Newton, wanneer alle krachten die op een object aan het werk zijn, in evenwicht zijn, zal dat object voor altijd in de staat blijven waarin het zich bevindt. Als het beweegt, blijft het met dezelfde snelheid en in dezelfde richting bewegen. Als het niet beweegt, zal het nooit bewegen. Dit staat bekend als de wet van traagheid. Volgens de tweede wet van Newton, als de status-quo verandert zodat de krachten die op het object aan het werk zijn, uit balans raken, zal het object versnellen met een snelheid beschreven door de vergelijking F = ma, waarbij "F" gelijk is aan de netto kracht die op het object inwerkt, "m" gelijk is aan zijn massa en "a" gelijk is aan de resulterende versnelling.

Traagheid en versnelling beschrijven verschillende eigenschappen van het object. Traagheid is een onvoorwaardelijke eigenschap die elk object te allen tijde heeft, wat er ook mee gebeurt. Een object versnelt echter niet altijd. Dit gebeurt alleen onder bepaalde voorwaarden; daarom kun je versnelling beschrijven als een voorwaardelijke toestand. De snelheid van versnelling is ook voorwaardelijk, in die zin dat het afhangt van de massa van het object en de hoeveelheid netto kracht. Bijvoorbeeld, een kracht van 1 newton die inwerkt op een bal met een gewicht van 1 g zal de bal niet zo veel versnellen als een kracht van 2 newton.

Traagheid beschrijft waarom mensen in een rijdend voertuig moeten worden vastgehouden. Als de auto plotseling zou stoppen, zullen de mensen in de auto naar voren blijven rijden, tenzij een veiligheidsgordel een tegenkracht uitoefent. Acceleratie beschrijft waarom de auto plotseling tot stilstand kwam. Omdat vertraging een negatieve versnelling is, wordt deze beheerst door de tweede wet. Toen de kracht die de voorwaartse beweging van de auto tegenwerkte groter werd dan de kracht die de beweging voortstuwde, vertraagde de auto totdat hij stopte.