{NAME} har over ti års erfaring med galakseprojektorer, Nixie-klokker og vitenskapelige samleobjekter, og kjenner nisjen fra innsiden ut.
Hva sier Newtons bevegelseslover?
Newtons bevegelseslover, også kalt newtonsk mekanikk eller klassisk mekanikk, brukes ofte i oppgaver innen mekanikk. Med andre ord er de godt kjent blant videregåendeelever, særlig de som forbereder seg til opptaksprøver etter videregående eller til selve avgangseksamen. Her er det du trenger å vite om disse berømte Newtons lover.
Hva er Newtons lover?
Newtons bevegelseslover er velkjente fysiske prinsipper. De ble selvfølgelig formulert av Sir Isaac Newton, en britisk matematiker og fysiker. De ble først presentert i 1687 i hans verk med tittelen Philosophiae Naturalis Principia Mathematica, og det er tre av dem. Hva handler de egentlig om?
Faktisk er det generelle regler om bevegelsen til ulike objekter i universet. Newtons teorier fremstår dermed som en klarere forklaring på bevegelsens natur, slik den ble beskrevet av Aristoteles. Det må sies at den store britiske fysikeren brukte enkle matematiske formler.
Newtons bevegelseslover er ikke bare teorier. De gjelder i den virkelige verden. De har muliggjort utviklingen av mange former for kunnskap og ferdigheter. Teknikkene som brukes i navigasjonen av romfartøy er for eksempel basert på de berømte Newtons bevegelseslover. Det samme gjelder bevegelsene som biljardspillere utfører.
Newtons tre lover
Som nevnt tidligere formulerte Newton tre helt forskjellige lover. Finn ut hvilke.
Den første loven
Ifølge den opprinnelige formuleringen av Newtons første lov, « Ethvert legeme forblir i den tilstanden av hvile eller jevn bevegelse i rett linje som det befinner seg i, med mindre en kraft virker på det og tvinger det til å endre tilstand ».
I praksis innebærer denne loven at et legeme eller et objekt forblir i ro med mindre det påvirkes av en kraft. På samme måte vil et objekt i bevegelse fortsette med samme hastighet så lenge det ikke utsettes for en kraft som friksjon eller tyngdekraften.
Hvis du kaster en ball i et tomrom, vil den bevege seg med samme hastighet, med mindre den utsettes for vindkraft eller kraften fra et annet legeme, for eksempel et tre. Newtons teori er kjent som treghetsloven eller treghetsprinsippet.
Den andre loven
Den kalles dynamikkens grunnleggende prinsipp og illustreres av følgende matematiske formel: Σ F = ma. F representerer kraften, m representerer objektets masse og a representerer objektets akselerasjon.
Gjennom denne formelen forklarer Newton endringene en kraft kan forårsake i et objekts bevegelse. Mer presist: når en kraft virker på et legeme, fører dette til en endring i hastigheten, nærmere bestemt en akselerasjon.
Det er verdt å merke seg at ulike typer krefter kan virke på et objekt. Dette gjelder for eksempel friksjonskrefter, tyngdekraften og elektromagnetiske krefter. Når man tar hensyn til dette, kan formelen brukes til å løse ulike typer oppgaver. Derfor regnes det grunnleggende prinsippet i dynamikken som den viktigste fysiske loven.
For å hjelpe deg med å forstå det bedre, la oss ta et eksempel med to runde gjenstander. Den ene er en liten gummiball, og den andre er en bowlingkule. For at disse to objektene skal rulle med samme hastighet, må man skyve med større kraft på bowlingkulen, siden den har større masse. Denne kraften ved skyvet førte derfor til en økning i hastigheten til bowlingkulen.
Hvis begge ballene ruller ned en bakke og treffer en vegg, vil ikke sammenstøtet være det samme. Sammenstøtet med bowlingkulen vil være kraftigere og forårsake større skade, siden den er tyngre.
Den tredje loven eller prinsippet om handling og reaksjon
Ifølge Isaac Newton: « Aksjonen er alltid lik reaksjonen », det vil si at to legemers innvirkning på hverandre alltid er like store og i motsatt retning ». For å forklare dette tydelig, kan vi ta eksemplet med to objekter som påvirker hverandre. Vi kaller dem A og B. Hvis legemet A utøver en kraft på legemet B, vil det motsatte også være tilfelle.
For å bedre forstå denne av Newtons lover, er det nok å observere rekylen fra et skytevåpen. Når kulen forlater løpet, beveger våpenet seg i motsatt retning. Det samme fysiske fenomenet oppstår når du legger en bok på et bord. Bordet utøver en kraft på boken, og boken utøver en kraft på bordet.
Newtons lover i praksis
Når skal man bruke Newtons første, andre eller tredje lov? Generelt gjelder treghetsprinsippet når tyngdepunktet til et system beveger seg i en jevn rettlinje, slik som på Newtons pendel.
Den andre loven gjelder derimot når bevegelsesbanen til tyngdepunktet til et objekt ikke er en rett linje, eller når hastigheten ikke er konstant. Den gjør det mulig å bestemme utviklingen i et objekts bevegelse ved å kjenne til kreftene som virker på det, og dermed identifisere bevegelsesretningen. Til slutt brukes den tredje loven til å bestemme egenskapene til et legemes kraftvektor.
Ofte stilte spørsmål
Hvilken Newton-relatert dekorasjon passer best for et hjemmekontor eller studierom?
For hjemmekontor anbefales en tensegrity-skulptur eller et fysikkobjekt på skrivebordet som visuelt illustrerer bevegelseslover og krefter i balanse. De er kompakte, krever ikke strøm og fungerer som samtaleemne. Vil du ha noe mer dekorativt, passer en newtons bevegelseslover-plakat bedre på veggen bak skrivebordet.
Hva er forskjellen mellom en Newtons vugge og andre fysikk-dekorobjekter?
En newtons vugge i metall demonstrerer bevaring av bevegelsesmengde fysisk og hørbart, mens plakater og veggkunst kun illustrerer lovene visuelt. Vuggen egner seg best som interaktivt skrivebordsobjekt, mens plakater passer til større flater. Mange kombinerer begge for et helhetlig fysikktema i rommet.
Hvem passer fysikkinspirert veggkunst med Newtons lover for?
Denne typen dekor passer godt for realfagsinteresserte voksne, studenter, lærere og foreldre som vil inspirere barn til naturvitenskap. En newtons bevegelseslover-plakat egner seg også som gave til noen som studerer fysikk eller ingeniørfag. Størrelsen bør tilpasses rommet, gjerne A3 eller større for lesbarhet.
Hvordan velge riktig størrelse og plassering for en fysikk-plakat om bevegelseslover?
Velg en plakatstørrelse på minst 40×50 cm dersom teksten om newtons bevegelseslover skal være lesbar fra avstand, og heng den i øyehøyde over skrivebord eller bokhylle. Unngå direkte sollys for å bevare fargene. Kombiner gjerne med et lite tensegrity-objekt for et samlet vitenskapelig uttrykk.
