De tweede wet van Newton, ook wel bekend als basisprincipe van dynamiek, gaat over de relatie tussen de kracht en versnelling van een lichaam.
Dit is de tweede van de drie wetten van Isaac Newton, die de dynamiek van de beweging van lichamen verklaren. De 1e, 2e en 3e wetten van Newton werden in 1687 gepubliceerd in het boek met de titel Mathematical Principles of Natural Philosophy.
Dit is de enige wet van Newton die kan worden weergegeven door een vergelijking, waarbij de netto kracht (Fr) gelijk is aan het product van massa (m) en versnelling (a).
Verklaring van de 2e wet van Newton
Volgens deze wet moet een lichaam, om versnelling te krijgen en zijn snelheid te veranderen, een kracht op het lichaam uitoefenen. De tweede wet behandelt daarom gevallen waarin er versnelling in de beweging van lichamen, verschillend van de eerste wet, die zich bezighoudt met gevallen waarin versnelling nul is.
Leer meer over De eerste wet van Newton en De derde wet van Newton.
Om een lichaam uit zijn evenwichtstoestand te laten komen en versnelling te krijgen, moet de netto kracht die erop wordt uitgeoefend niet nul zijn.
Dit betekent dat als er meer dan één kracht op het lichaam wordt uitgeoefend, het nodig is om alle krachten bij elkaar op te tellen, omdat deze krachten kunnen intensiveren als ze dezelfde richting en richting hebben, of ze kunnen elkaar opheffen, als ze tegengestelde richtingen hebben, door voorbeeld.
Zie de vergelijking van deze wet:
Uit deze relatie zien we dat de resulterende kracht kan worden berekend door de massa van het lichaam te vermenigvuldigen met de versnelling. Door de formule vonden we ook dat: kracht en massa zijn recht evenredige grootheden.
Dit betekent dat hoe groter de massa, hoe groter de kracht van de kracht voor het lichaam om versnelling te krijgen. Dit gebeurt door: traagheid van het lichaam, wat zijn neiging is om in zijn evenwichtige staat te blijven.
Massa is de kwantitatieve maat voor traagheid, dus hoe groter de massa, hoe groter de traagheid van een lichaam. Zie dit voorbeeld:
- Op een vlakke ondergrond staan twee houten kisten, de ene weegt 5 kg, de andere 500 kg. Als iemand deze dozen probeert te duwen, zal hij het veel gemakkelijker vinden om de lichtere doos te verplaatsen, omdat de massa kleiner is en daarom ook de traagheid.
Aan de andere kant kunnen we constateren dat de massa en versnelling zijn omgekeerd evenredige grootheden. Dit komt omdat, hoe groter de massa van een lichaam, hoe groter de weerstand tegen veranderende snelheid en dus hoe kleiner de versnelling.
Zie dit voorbeeld om deze relatie te verduidelijken:
Beschouw twee lichamen met verschillende massa's, lichaam A heeft een massa van 10 kg en lichaam B heeft een massa van 5 kg en op beide lichamen wordt een kracht van dezelfde intensiteit uitgeoefend.
Door dezelfde kracht uit te oefenen, kreeg het minder massieve lichaam meer versnelling.
In dit geval zal lichaam B een grotere versnelling krijgen dan lichaam A. Dit komt doordat de massa van lichaam B kleiner is en daardoor de weerstand tegen te hard rijden minder is.
De meeteenheden van deze grootheden zijn:
- Kracht (F) - Newton
- Massa (m) - kg
- Versnelling (a) - m/s²
Zie ook de betekenis van traagheid en kracht.
Nu je begrijpt wat de tweede wet van Newton is, kijk naar het voorbeeld van a oefening praktisch.
- Gezien twee lichamen A en B, die beide 100 kg wegen. Op lichaam A wordt een kracht van 40 Newton uitgeoefend en op lichaam B wordt een kracht van 60 Newton uitgeoefend. Wat is de versnelling die door elk van de lichamen wordt verkregen?
Met behulp van de formule:
| Lichaam A | Lichaam B |
|
40 = 100.a een = 40/100 a=0,4 m/s² |
60 = 100.a een = 60/100 a = 0,6 m/s² |
Als gevolg hiervan moeten we versnelling van lichaam B is groter dan versnelling van lichaam A. Omdat beide dezelfde massa hebben, was de versnelling groter in het geval dat de resulterende kracht die op het lichaam werd uitgeoefend, intenser was.
Leer meer over De wetten van Newton en dynamiek.
