4.2 Dynamica; de bewegingswetten van Newton

In deze sectie combineren we de bovenstaande kinematische beschrijving van bewegingen met de dynamica zoals die wordt beschreven door de wetten van Newton: de drie bewegingswetten en de zwaartekrachtwet. De bewegingswetten mogen bekend worden verondersteld maar voor de overzichtelijkheid herhaal ik ze hier kort. De zwaartekrachtwet van Newton komt in §4.2.2 aan de orde.

Eerste wet van Newton: een lichaam waar geen krachten op werken is in rust of voert een eenparige rechtlijnige beweging uit.

Tweede wet van Newton: als op een lichaam met constante massa een kracht werkt dan ondergaat dat lichaam een versneling volgens . (Meer algemeen geldt , waar , zie §6.4.1.)

Derde wet van Newton: als lichaam 1 op lichaam 2 een kracht uitoefent, dan oefent lichaam 2 op lichaam 1 een even grote maar tegengesteld gerichte kracht uit. Dus .

We zien dat de tweede wet van Newton de eerste wet van Newton bevat: als dan , dus . Merk verder op dat de begrippen massa en kracht hier tegelijk opduiken; in de klassieke mechanica zijn deze twee grootheden niet onafhankelijk van elkaar te definiëren. De derde wet van Newton is een uitdrukking van de wet van impulsbehoud; zie §6.4.1.

De bewegingswetten stellen ons in staat om uit de krachten die op een voorwerp werken de versnellingen, en dus de beweging van het voorwerp te voorspellen. Omgekeerd kun je uit de waargenomen versnelling van een voorwerp opmaken welke krachten er op werken. Bij eenparige cirkelbeweging is de grootte van de centripetale versnelling . Er moet dus een kracht naar het centrum toe werken met een grootte van , waar de massa is van het cirkelende voorwerp.


[INDEX]