Hoofd andere

Mechanica natuurkunde

Inhoudsopgave:

Mechanica natuurkunde
Mechanica natuurkunde

Video: Examen natuurkunde - Beweging (Mechanica) 2024, Mei

Video: Examen natuurkunde - Beweging (Mechanica) 2024, Mei
Anonim

Beweging van een deeltje in één dimensie

Uniforme beweging

Volgens de eerste wet van Newton (ook bekend als het traagheidsbeginsel), zal een lichaam zonder nettokracht erop in rust blijven of met een uniforme snelheid in een rechte lijn blijven bewegen, afhankelijk van de oorspronkelijke bewegingstoestand. In feite is er in de klassieke Newtoniaanse mechanica geen belangrijk onderscheid tussen rust en gelijkmatige beweging in een rechte lijn; ze kunnen worden beschouwd als dezelfde bewegingstoestand die door verschillende waarnemers wordt gezien: de ene beweegt met dezelfde snelheid als het deeltje en de andere beweegt met constante snelheid ten opzichte van het deeltje.

Hoewel het traagheidsbeginsel het uitgangspunt en de fundamentele aanname van de klassieke mechanica is, is het voor het ongetrainde oog minder dan intuïtief duidelijk. In de mechanica van Aristoteles, en in de gewone ervaring, komen objecten die niet worden geduwd tot stilstand. De traagheidswet werd door Galileo afgeleid uit zijn experimenten met ballen die hellende vlakken naar beneden rollen, zoals hierboven beschreven.

Voor Galileo was het traagheidsbeginsel fundamenteel voor zijn centrale wetenschappelijke taak: hij moest uitleggen hoe het mogelijk is dat als de aarde echt om haar as draait en in een baan om de zon draait, we die beweging niet voelen. Het principe van traagheid helpt om het antwoord te geven: aangezien we samen met de aarde in beweging zijn, en onze natuurlijke neiging is om die beweging vast te houden, lijkt de aarde ons in rust te zijn. Het traagheidsbeginsel was dus geenszins een voor de hand liggende verklaring, maar stond ooit centraal in de wetenschappelijke strijd. Tegen de tijd dat Newton alle details had uitgezocht, was het mogelijk om nauwkeurig rekening te houden met de kleine afwijkingen van dit beeld veroorzaakt door het feit dat de beweging van het aardoppervlak geen uniforme beweging in een rechte lijn is (de effecten van rotatiebeweging worden besproken hieronder). In de Newtoniaanse formulering wordt de algemene waarneming dat niet geduwde lichamen tot rust komen, toegeschreven aan het feit dat er onevenwichtige krachten op inwerken, zoals wrijving en luchtweerstand.

Zoals gezegd, kan worden gezegd dat een bewegend lichaam een ​​momentum heeft dat gelijk is aan het product van zijn massa en snelheid. Het heeft ook een soort energie die volledig te danken is aan zijn beweging, kinetische energie genoemd. De kinetische energie van een massa massa m in beweging met snelheid v wordt gegeven door