Innehåll
- Balanserade mot obalanserade krafter
- Tröghet kontra acceleration
- Villkorligt kontra villkorat tillstånd
- Exempel
Isaac Newtons rörelseregler har blivit ryggraden i klassisk fysik. Dessa lagar, som först publicerades av Newton 1687, beskriver fortfarande exakt världen som vi känner den idag. Hans första rörelselag säger att ett föremål i rörelse tenderar att förbli i rörelse om inte någon annan kraft agerar på den. Denna lag förväxlas ibland med principerna i hans andra rörelselag, som anger förhållandet mellan kraft, massa och acceleration. I dessa två lagar diskuterar Newton emellertid separata principer som, även om de ofta sammanflätas, ändå beskriver två olika aspekter av mekanik.
Balanserade mot obalanserade krafter
Newtons första lag handlar om balanserade krafter, eller de som är i jämviktstillstånd. När två krafter är balanserade avbryter de varandra och har ingen nettoeffekt på föremålet. Till exempel, om du och din vän båda drar i motsatta ändar av ett rep med en lika stor mängd kraft, kommer inte centrum av repet att röra sig. Dina lika, men motsatta krafter avbryter varandra. Newtons andra lag beskriver dock objekt som påverkas av obalanserade krafter eller krafter som inte avbryter. När detta inträffar finns det nettorörelse i riktning mot den starkare kraften.
Tröghet kontra acceleration
Enligt Newtons första lag, när alla krafter som arbetar på ett objekt är balanserade, kommer objektet att förbli i det tillstånd det är i för alltid. Om den rör sig kommer den att förbli i samma hastighet och i samma riktning. Om den inte rör sig kommer den aldrig att röra sig. Detta kallas tröghetslagen. Enligt Newtons andra lag, om status quo förändras så att krafterna som arbetar på objektet blir obalanserade, kommer objektet att accelerera med en hastighet som beskrivs av ekvationen F = ma, där "F" är lika med nettokraften som verkar på objektet , "m" är lika med sin massa och "a" är lika med den resulterande accelerationen.
Villkorligt kontra villkorat tillstånd
Tröghet och acceleration beskriver objektets olika egenskaper. Tröghet är en ovillkorlig egenskap som varje objekt har hela tiden, oavsett vad som händer med det. Ett objekt accelererar emellertid inte alltid. Detta händer endast under en specifik uppsättning villkor; därför kan du beskriva acceleration som ett villkorat tillstånd. Accelerationshastigheten är också villkorad eftersom den beror på föremålens massa och mängden nettokraft. Till exempel kommer en 1-Newton-kraft som verkar på en boll som väger 1 g inte att få bollen att accelerera lika mycket som en 2-Newton-kraft.
Exempel
Tröghet beskriver varför människor i ett rörligt fordon måste hållas kvar. Om bilen skulle stoppa plötsligt fortsätter folket inuti att gå framåt såvida inte säkerhetsbältet tillämpar en motsatt kraft. Accelerationen beskriver varför bilen plötsligt stoppade. Eftersom retardation är negativ acceleration styrs den av den andra lagen. När kraften som motsatte sig bilens framåtrörelse blev större än den som framförde sin rörelse, bromsades bilen tills den stannade.