De bewegingswetten van Sir Isaac Newton vormen de basisprincipes van de moderne fysica.

Toen ze in 1687 werden gepubliceerd, waren de drie wetten uniek in die zin dat ze wiskundige formules gebruikten om de natuurlijke wereld te verklaren.

Newtons Wetten gedefinieerd

Traagheid: Newtons Eerste Bewegingswet

Newtons Eerste Bewegingswet, ook bekend als de Wet van de Traagheid, stelt dat de snelheid van een voorwerp niet verandert tenzij er een kracht van buitenaf op wordt uitgeoefend.

Dit betekent dat een voorwerp in rust in rust blijft totdat een kracht het in beweging brengt.

Ook een voorwerp in beweging blijft in beweging totdat een kracht erop inwerkt en de snelheid ervan doet veranderen.

Om verder na te denken: Waarom stoppen wielen en tollen uiteindelijk met draaien, zonder dat er een kracht op lijkt te werken?

De tweede bewegingswet van Newton

De tweede bewegingswet van Newton stelt dat ‘wanneer een voorwerp wordt beïnvloed door een kracht van buitenaf, de sterkte van de kracht gelijk is aan de massa van het voorwerp maal de resulterende versnelling’.

Met andere woorden, de formule die moet worden gebruikt bij het berekenen van kracht is kracht = massa x versnelling. Tegengestelde krachten, zoals wrijving, kunnen bij het totaal worden opgeteld of afgetrokken om de hoeveelheid kracht te vinden die in een situatie werkelijk werd gebruikt.

U kunt dit principe demonstreren door een steen of knikker en een opgerold stuk papier tegelijk te laten vallen. Ze vallen even snel – hun versnelling is constant door de zwaartekracht die op hen werkt.

Het steentje heeft echter een veel grotere stootkracht als het de grond raakt, vanwege zijn grotere massa. Als je de twee voorwerpen in een schaal met zand of meel laat vallen, kun je aan de hand van de krater die door elk voorwerp in het zand is gemaakt, zien hoe verschillend de kracht van de inslag was.

Een andere manier om dit te laten zien is door twee speelgoedautootjes of rolschaatsen van gelijke massa tegelijkertijd weg te duwen, waarbij je de een harder duwt dan de ander. De massa is bij allebei even groot, maar de versnelling is groter bij degene waar je meer kracht op hebt uitgeoefend.

De derde bewegingswet van Newton

Eenvoudig gezegd zegt de derde bewegingswet van Newton dat ‘voor elke actie een gelijke en tegengestelde reactie volgt.’

Gebruik een paar rolschaatsen en een bal om te laten zien hoe dit werkt. Wat gebeurt er als je stilstaat op rolschaatsen en dan een bal hard gooit? De kracht van het gooien van de bal duwt je rolschaatsen (en jou) de andere kant op.

Je kunt dit ook demonstreren met behulp van Newton’s Cradle.

Dit apparaat bestaat uit stalen ballen die aan een frame hangen. Wanneer de kogel aan het ene uiteinde wordt teruggetrokken en dan losgelaten, slingert hij tegen de andere kogels. De bal aan het andere eind zwaait dan met een gelijke kracht omhoog als de eerste bal, zoals op de afbeelding hiernaast.

De kracht van de eerste bal veroorzaakt en gelijke en tegengestelde reactie in de bal aan het andere eind.

Om verder na te denken: Stuwkracht is een belangrijk gevolg van de derde wet van Newton. Hoe werkt dit in een raket? Lees meer over raketten en raketbouw.

Newtons Wetten Projecten

• Kijk eens naar ons traagheidsapparaat om de Eerste Wet van Newton beter te begrijpen.
• Kijk eens naar onze dynamische karren om de Tweede Wet van Newton beter te begrijpen.
• Kijk eens naar onze Newton’s Cradle voor een klassieke demonstratie van de Derde Bewegingswet van Newton.