Newtons anden lov

Her gennemgås de vigtigste begreber, ligninger og færdigheder omkring Newtons anden lov.

Nøglebegreber

Begreb (symbol)	Betydning
$Σ$ ‍	Det græske bogstav sigma (stort). Det betyder “summen af” eller “summen af alle.”
$Σ \vec{F}$ ‍	Summen af kræfterne. Også skrevet som ${\vec{F}}_{net}$ ‍.
Acceleration	Hastighedsændring pr given tidsenhed. Et objekt accelererer, hvis hastigheden ændrer sig.
System	De bestanddele og kræfter der undersøges. Et system kan være lukket, åbent eller isoleret.
Ligevægt	Kræfterne i et system er i balance. Når ${\vec{F}}_{net} = 0$ ‍, så accelererer systemet ikke, og hastigheden er konstant. Når et system er i statisk ligevægt, så er hastigheden nul. Når et system er i dynamisk ligevægt, så er hastigheden konstant og forskellig fra nul.

Ligninger

Ligning	Symbol forklaring	Betydning
$\vec{a} = \frac{Σ \vec{F}}{m} = \frac{{\vec{F}}_{net}}{m}$ ‍	$\vec{a}$ ‍ er acceleration, $Σ \vec{F}$ ‍ er tilført nettokraft, og $m$ ‍ er systemets masse.	Acceleration er nettokraften divideret med systemets masse.

Newtons anden lov

Newtons anden lov siger, at acceleration og tilført nettokraft er direkte proportionale, samt at der er et omvendt proportionalt forhold mellem acceleration og masse. For eksempel giver en stor kraft på et lille objekt en enorm acceleration, hvorimod en lille kraft på et stort objekt giver en meget lille acceleration. Desuden peger kraft og acceleration altid i samme retning.

Ligningen for Newtons anden lov er:

\vec{a} = \frac{Σ \vec{F}}{m} = \frac{{\vec{F}}_{net}}{m}

Vi kan omskrive ligningen for at isolere nettokraft:

Σ \vec{F} = m \vec{a}

Hvor

\vec{a}

er acceleration,

Σ \vec{F}

er tilført nettokraft, og

m

er systemets masse.

Brug af Newtons anden lov

For at bruge Newtons anden lov er det vigtigt at identificere alle de kræfter og deres retning, der er en del af systemet. Dette kan gøres ved at tegne et frit legeme diagram. Her er det en fordel at sørge for at accelerationsretningen er parallel med en af de to akser i et koordinatsystem.

x

- og

y

-retningerne er vinkelrette på hinanden og beregnes hver for sig. For

x

-retningen kan vi skrive:

Σ {\vec{F}}_{x} = m {\vec{a}}_{x}

Og for

y

-retningen kan vi skrive:

Σ {\vec{F}}_{y} = m {\vec{a}}_{y}

Ligningen for Newtons anden lov kan omskrives, så den ukendte størrelse isoleres, hvorefter den kan beregnes.

Hvad skal jeg ellers vide om Newtons anden lov?

Balancerede kræfter kan medføre, at nettokraften på et objekt er nul. Når flere kræfter virker på et objekt, og de er i balance, så er nettokraften nul og objektets acceleration vil være nul.
Der er begrænsninger for Newtons love. Newtons love er fremragende til at beskrive vores oplevelse af verden. Når vi begynder at undersøge objekter, der nærmer sig lysets hastighed eller er så små, at de ligger på den atomar skala, så kan Newtons love ikke længere beskrive et systemt korrekt. [Fysikerne har lavet andre modeller for at beskrive disse situationer.]

Vil du deltage i samtalen?

Log ind

Sortér efter:

Ingen opslag endnu.

Forstår du engelsk? Klik her for at se flere diskussioner på Khan Academys engelske side.