Hva er noen eksempler på bevegelseslovene?

Newtons tre lover om bevegelse ble først publisert i sin berømte bok "Principia" i 1687. De er grunnlaget for sin lov om gravitasjon, som vises i det samme arbeidet. Lovene innlemme og kodifisere vesentlige observasjoner av Galileo før ham.

Newtons bevegelseslover: The Law of Inertia

Newtons første lov, loven om treghet, sier at objekter i bevegelse har en tendens til å holde seg i bevegelse, og objekter i ro en tendens til å holde seg i ro. Denne loven ble bemerket av Galileo før Newton uttalte det, men var slik et viktig grunnlag for sitt arbeid i "Principia" at det fortjente å gjenta som en lov.

Et trivielt eksempel er å la en gjenstand ubevegelig på et bord, og at det ikke beveger seg. En meningsfylt demonstrasjon, krever imidlertid mer arbeid for å fjerne kreftene som hindrer egenskapen blir observert, særlig friksjon. Videoklipp av flytende objekter i romfartøy vise objektene reise i rette linjer uten nedbremsing.

The Law of treghets: Adressering en misforståelse

Noen innledende realfagsstudenter tror at når et objekt treffer et annet objekt det stopper umiddelbart. Dette stammer fra ikke forstå at objekter i bevegelse har en tendens til å holde seg i bevegelse, og tar derfor tid til å bremse ned. En demonstrasjon for å rette opp dette misforståelse kan utføres med tennisballer. Fra noen lav høyde, slippe en tennisball på karbonpapir, for å markere et papirark under med området for kontakt mellom ballen og papir. Så ballen i hånden og kaste den ned på papiret mye hardere enn ballen landet før. Arealet av det andre merke vil være mye større. På grunn av treghet, holdt kaste ballen går lenger enn droppet ballen reiste. Selv om den foran ballen stoppet ved kontakt i begge tilfeller, er resten av ballen reist videre mot gulvet i det sistnevnte tilfelle, på grunn av ballens tendens til å opprettholde sin opprinnelige bevegelse av en høy hastighet.

Newtons bevegelseslover: lov av akselerasjon

Newtons andre lov, lov av akselerasjon, fremgår det at akselerasjonen av en gjenstand som tilsvarer den kraft som utøves mot den dividert med sin egen masse. En kanon avfyring en lettere ball av samme størrelse (ved hjelp av et lettere materiale) vil bli akselerert til en høyere hastighet ut av kanonen munn. Jo tyngre en boks er, jo hardere du må trykke den for å få den opp til samme hastighet.

Et eksempel på en variasjon i masse kan demonstreres med en dreieskive. Hvis en post er iorden på en platespiller, og en vekt slippes på posten (med litt lim, slik at det stikker), posten plutselig bremser ned mye mer enn om lov til å fortsette å bremse ned bare fra friksjon.

Den andre loven har også Galileos observasjoner som objekter av ulike masser falle i samme takt. Akselerasjonen av begge er det samme, men gravitasjonskraften øker med massen. At det er den kraft som varierer med masse forklarer hvordan akselerasjonen kan forbli den samme.

Newtons bevegelseslover: The Law of Interaction

Newtons tredje lov, loven om samhandling, sier at for hver handling, det er en lik og motsatt reaksjon. Et eksempel på dette er en rakett på plass. Eksos ut bak er skjøvet tilbake med samme kraft som raketten skyves fremover. Et barn kan gjenskape den lærdommen sitter i en stol, ved å sparke sine ben fremover, for å sende stolen beveger seg bakover.

Et annet eksempel kan utføres på en skøytebane. Løperne starter mot hverandre, i kontakt og i ro. De skyver hverandre bort. Kraften de føler seg fra å skyve på hverandre, er den samme, i henhold til den tredje lov. Derfor, hvis de er av samme masse, vil de reiser seg fra hverandre ved en tilsvarende hastighet. Hvis man er større, vil det skater reise bakover tregere enn den andre skater.

Newtons lov om gravitasjon

Newtons lov om gravitasjon er en anvendelse av hans andre lov av bevegelse. Gravitasjons fenomener er derfor et eksempel på den andre lov. Slike fenomener innbefatter både planetarisk bevegelse og bevegelsen av fallende gjenstander. Et eksempel er Månen. Det faller mot jorden, men dens side hastigheten er høy nok til å alltid gå glipp av jorda som det faller mot det.

Newton viste sammenhengen mellom planetenes bevegelser og fallende terrestriske objekter med en illustrasjon i "Principia". Firing en kanon av et fjell gir en parabolsk bue. Men hvis kanonen ballen er sparket hardt nok, oppnår det bane. Dermed likeverdighet av objekter i bane og de som faller til jorden blir demonstrert.