Newton's bewegingswetten , relaties tussen de krachten die op een lichaam werken en de beweging van het lichaam, voor het eerst geformuleerd door de Engelse natuurkundige en wiskundige Sir Isaac Newton.
Newton, Isaak; bewegingswetten De titelpagina van Isaac Newton's Wiskundige principes van natuurlijke filosofie (1687; Wiskundige principes van natuurlijke filosofie ), het werk waarin de natuurkundige zijn drie bewegingswetten introduceerde. Photos.com/Thinkstock
De bewegingswetten van Newton relateren de beweging van een object aan de krachten die erop werken. In de eerste wet verandert een object zijn beweging niet tenzij er een kracht op inwerkt. In de tweede wet is de kracht op een voorwerp gelijk aan zijn massa maal zijn versnelling. In de derde wet, wanneer twee objecten op elkaar inwerken, oefenen ze krachten op elkaar uit van gelijke grootte en tegengestelde richting.
De bewegingswetten van Newton zijn belangrijk omdat ze de basis vormen van de klassieke mechanica, een van de belangrijkste takken van fysica . Mechanica is de studie van hoe objecten bewegen of niet bewegen wanneer er krachten op inwerken.
De eerste wet van Newton stelt dat, als een lichaam in rust is of met een constante snelheid in een rechte lijn beweegt, het in rust zal blijven of in een rechte lijn zal blijven bewegen met constante snelheid, tenzij er een kracht op inwerkt. Dit postulaat staat bekend als de traagheidswet. De traagheidswet werd voor het eerst geformuleerd door Galileo Galilei voor horizontale beweging op aarde en werd later veralgemeend door René Descartes. Vóór Galileo dacht men dat alle horizontale beweging een directe oorzaak vereiste, maar Galileo leidde uit zijn experimenten af dat een bewegend lichaam in beweging zou blijven tenzij een kracht (zoals wrijving) het tot stilstand zou brengen.
basketbal; De bewegingswetten van Newton Wanneer een basketbalspeler een sprongschot schiet, volgt de bal altijd een boogvormig pad. De bal volgt dit pad omdat zijn beweging voldoet aan de bewegingswetten van Sir Isaac Newton. Mark Herreid/Shutterstock.com
Leer hoe onroerende objecten en onstuitbare krachten hetzelfde zijn. Een les die bewijst dat onroerende objecten en onstuitbare krachten één en hetzelfde zijn. MinutePhysics (een uitgeverij van Britannica) Bekijk alle video's voor dit artikel
waar staat michael faraday bekend om?
De tweede wet van Newton is een kwantitatieve beschrijving van de veranderingen die een kracht kan produceren op de beweging van een lichaam. Het stelt dat de tijdssnelheid van verandering van het momentum van een lichaam in zowel grootte als richting gelijk is aan de kracht die erop wordt uitgeoefend. Het momentum van een lichaam is gelijk aan het product van zijn massa en zijn snelheid. Momentum is, net als snelheid, een vectorgrootheid, die zowel grootte als richting heeft. Een kracht die op een lichaam wordt uitgeoefend, kan de grootte van het momentum, of de richting ervan, of beide veranderen. De tweede wet van Newton is een van de belangrijkste in alle fysica . Voor een lichaam waarvan de massa m constant is, kan worden geschreven in de vorm F = m naar , waar F (kracht) en naar ( versnelling ) zijn beide vectorgrootheden. Als er een netto kracht op een lichaam werkt, wordt het versneld volgens de vergelijking. Omgekeerd, als een lichaam niet wordt versneld, werkt er geen netto kracht op.
De derde wet van Newton stelt dat wanneer twee lichamen op elkaar inwerken, ze krachten op elkaar uitoefenen die even groot en tegengesteld zijn in richting. De derde wet wordt ook wel de wet van actie en reactie genoemd. Deze wet is belangrijk bij het analyseren van problemen van: statisch evenwicht , waar alle krachten in evenwicht zijn, maar het is ook van toepassing op lichamen in eenparige of versnelde beweging. De krachten die het beschrijft zijn echte, niet louter boekhoudmiddelen. Een boek dat op een tafel ligt, oefent bijvoorbeeld een neerwaartse kracht uit die gelijk is aan het gewicht op de tafel. Volgens de derde wet oefent de tafel een gelijke en tegengestelde kracht uit op het boek. Deze kracht treedt op omdat het gewicht van het boek ervoor zorgt dat de tafel iets vervormt, zodat het als een spiraalveer terug op het boek drukt.
De wetten van Newton verschenen voor het eerst in zijn meesterwerk, Wiskundige principes van natuurlijke filosofie (1687), algemeen bekend als de principes . In 1543 suggereerde Nicolaus Copernicus dat de zon, in plaats van de aarde, in het centrum van de universum . In de tussenliggende jaren legden Galileo, Johannes Kepler en Descartes de basis voor een nieuwe wetenschap die zowel het Aristotelische wereldbeeld zou vervangen, dat van de oude Grieken was geërfd, als de werking van een heliocentrisch universum zou verklaren. In de principes Newton creëerde die nieuwe wetenschap. Hij ontwikkelde zijn drie wetten om uit te leggen waarom de banen van de planeten zijn ellipsen in plaats van cirkels, waar hij in slaagde, maar het bleek dat hij veel meer uitlegde. De reeks gebeurtenissen van Copernicus tot Newton staat gezamenlijk bekend als de wetenschappelijke revolutie.
In de 20e eeuw werden de wetten van Newton vervangen door kwantummechanica en relativiteit als de meest fundamentele wetten van de natuurkunde. Niettemin geven de wetten van Newton nog steeds een nauwkeurig beeld van de natuur, behalve voor zeer kleine lichamen zoals elektronen of lichamen die dicht bij de lichtsnelheid bewegen. Quantum mechanica en relativiteit reduceren zich tot de wetten van Newton voor grotere lichamen of voor lichamen die langzamer bewegen.
